Generator wie Airmax24 bauen?

 
cico0815
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Generator wie Airmax24 bauen?

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Gepostet: 13.10.2008 - 17:44 Uhr  ·  #1
Hallo!

Dies ist mein 2ter Beitrag erst! :-) Ich plane einen Savonius Rotor (nach einer Bauanleitung von der Landtechnik Weihenstephan) und habe einen Generator bei ebay gefunden, aber gleichzeitig interessiere ich mich auch für den Selbstbau eines Generators.

In einem youtube.com Video hat der Entwickler der Airmax24 Turbine erwähnt, dass der dort verbaute Generator etwa 3000 bis 8000 kWh pro Jahr erzeugen kann. Wie Groß muss ein solcher Generator erstellt werden bzw. gibt es hier eventuell schon Beispiele für einen solchen Generator im Forum?

Wäre toll wenn ich hier Hilfe finden würde?! :-)

Danke!

Viele Grüße,

Heiko
HuhN
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Re: Generator wie Airmax24 bauen?

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Gepostet: 14.10.2008 - 08:39 Uhr  ·  #2
Hi, also mit dem Generator(den ich übrings hab) sind nach meinen Berechnungen bei meiner Anlage gute 4000kwh im Jahr möglich.
Was der von Airmax24 sagt soll doch nen Witz sein oder???:)
XXLRay
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Re: Generator wie Airmax24 bauen?

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Gepostet: 14.10.2008 - 09:44 Uhr  ·  #3
8000KWh bedeutet, dass das Windrad im Mittel eine Leistung von 8000.000/365/24 = 913W über eine Stunde hinweg erbringen muss. Bei einem Wirkungsgrad von optimistischen 40% bedeutet das für eine durchschnittliche Windgeschwindigkeit von 3m/s eine Fläche von
913/(3 x 3 x 3 x 0,4 x 0,5 x 1,2) = 140m², wenn ich mich nicht verrechnet habe. Hohe Windgeschwindigkeiten werden bei dieser Überschlagsrechnung unterschätzt.
Jetzt kannst du dir überlegen, wie realistisch die Angaben sind.
Thomas Köpke
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Re: Generator wie Airmax24 bauen?

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Gepostet: 14.10.2008 - 14:24 Uhr  ·  #4
Man versteht ja die Hersteller, dass sie nicht unbedingt die realistischsten Werte angeben. Gerade weil es so viel unterschied macht, ob die durchschnittliche Windgeschwindigkeit 3 m/s beträgt oder eben mehr.
Bei Nenn-Windgeschwindigkeiten von z.B. 12 m/s will man ja auch zeigen was die Anlage liefern kann wenn viel Wind ist.

Auch bei der Photovoltaik sind die Standard-Test-Bedingungen (wofür die Nennangaben gelten) ja relativ hoch angesetzt, aber doch wesentlich näher an der Realität dran.

Es sollte noch einen Vergleichswert für Kleinwindanlagen eingeführt werden.
- Eine durchschnittliche Energieerzeugung im Jahr, bei einer z.B. für Deutschland gemittelte Weibull-Verteilung.

Ausserdem wäre es gut eine zweite Leistung der Windkraftanlage bei z.B. 5 m/s anzugeben. ABer das ist mit einer Leistungskurve ja im Grunde getan.
BerndH
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Re: Generator wie Airmax24 bauen?

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Gepostet: 14.10.2008 - 21:14 Uhr  ·  #5
Zitat
Eine durchschnittliche Energieerzeugung im Jahr, bei einer z.B. für Deutschland gemittelte Weibull-Verteilung.

Das wäre eine prima Sache. Dann hätte man ohne grosse Rechnerei und Leistungskurvenanalyse gleich mal eine Eingruppierung. Ganz genau könnte man es für sich und den tatsächlichen Standort ja noch selber berechnen.
cico0815
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Hmm...

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Gepostet: 15.10.2008 - 05:45 Uhr  ·  #6
@XXLRay Danke für deine Berechnungen! Kannst du mir auch noch kurz erklären war die Werte in Klammern im einzelnen zu bedeuten haben? Wäre super!

@Allgemein Ich möchte mit den erzeugten Strom Brauchwasser erwärmen und habe dazu das Dach meines Carports sowie einen Teil der Dachfläche und einen kleinen Teil des Gartens zur Verfügung. Sonnenkollektoren decken bereits einen Großteil des Wärmebedarfs ab, aber im Winter entsteht eine Versorgungslücke. Diese möchte ich gern schließen und dazu einen Generator - zunächst einmal egal ob Kauf oder Bau - haben, der einen Heizstab möglichst gut und relativ dauerhaft erwärmen kann (Windlöcher mal ausgeschlossen). Mein Speicher fasst 1500 l und wird komplett durch die Kollektoren geleitet (das Brauchwasser wird darin mittels eines Wärmetauschers erhitzt).

Habt ihr Tipps für mich bezüglich Leistung des Generators und der Heizpatrone? Ich habe auch schon überlegt, ob ich nicht einfach mehrere kleine Savonius Rotoren auf dem Carport anbringe und die erzeugten Leistungen sammle und in den Heizstab leite. Was ist wohl besser? Ein großer oder mehrere kleine Generatoren (Kostenfaktor erstmal Nebensache).

Vielen Dank und Grüße,

Heiko
XXLRay
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Re: Generator wie Airmax24 bauen?

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Gepostet: 15.10.2008 - 09:30 Uhr  ·  #7
Meine Berechnung stammt aus der Formel für die Windradleistung = 0,5 x Luftdichte x Windgeschwindigkeit³ x Windradfläche x Wirkungsgrad. Zusätzlich muss hier noch der Generatorwirkungsgrad eingerechnet werden, den ich großzügigerweise mal weggelassen habe. "3 x 3 x 3" ist also Windgeschwindigkeit³, 0,4 ist der Wirkungsgrad und "0,5 x 1,2" ist die halbe mittlere Luftdichte in Deutschland.

Prinzipiell ist ein großer Rotor mehreren kleinen vorzuziehen. Zumindest dann, wenn die kleinen Rotoren nahe beieinander stehen und sich durch ihre Verwirbelungen gegenseitig stören würden.
cico0815
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Verwirbelungen

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Gepostet: 15.10.2008 - 17:00 Uhr  ·  #8
Hallo!

Sind die Verwirbelungen auch bei Savonius Rotoren zu beachten? Ich dachte dieser Typ ist eher unanfällig für Wirbel und arbeitet trotzdem gut?!

Viele Grüße,

Heiko
XXLRay
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Re: Generator wie Airmax24 bauen?

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Gepostet: 15.10.2008 - 18:49 Uhr  ·  #9
BerndH
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Re: Generator wie Airmax24 bauen?

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Gepostet: 15.10.2008 - 19:28 Uhr  ·  #10
...und ich denke es bedeutet auch nicht, das er selber keine erzeugt. Das ist ja wieder etwas anderes ob eine Konstruktion mit verwirbelten Wind gut klar kommt oder ob sie selber Verwirbelungen erzeugt.
cico0815
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Generator kaufen?

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Gepostet: 18.10.2008 - 11:12 Uhr  ·  #11
Hallo!

Ok! Also einen großen Rotor bauen! :-) Danke schön!

Nun aber noch der Generator...ich möchte gern eine Leistung erreichen, wie Sie von Airmax propagiert wird (mit einem Rotor, der 2,50m lang und 1,80 m Durchmesser hat o.ä.) .. also 1,8 bis 3,0 kW und im Peak etwa 5 kW.

Meinetwegen auch mit Übersetzung, aber diese sollte nicht allzu viel der Leistung fressen.

Gibt es eine Schritt-Für-Schritt Anleitung im Netz irgendwo zum Bau eines solchen Generators? Am liebsten wäre mit der Umbau eines Inductionsmotors, aber auf den Seiten von otherpower (zubbly) bin ich nicht so recht weiter gekommen (viele viele Kommentare und ehe ich das alles gelesen und durchgearbeitet habe sind zwei Jahre vergangen).

Gern bin ich auch bereit einen Generator zu kaufen (wenn der Preis nicht gleich in die Tausende geht).

Nun wäre meine Frage ... kennt jemand einen Link zu Seiten mit Schritt für Schritt Anleitungen zum Bau eines Generators in der obigen Leistungsklasse und / oder einen Shop, der Generatoren verkauft, die die obigen Leistungsmerkmale mitbringen? Alles bezogen auf den Drehzahlbereich einer Savonius Turbine!

Ich hoffe ich finde bei euch einen "direkten Draht" zu meinen eigentlich letzten Problemen (im Kopf habe ich den Rotor schon fertig) und brauche nun eigentlich nur noch einen vernünftigen Generator! :-)

Viele Grüße,

Heiko
windi
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Re: Generator wie Airmax24 bauen?

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Gepostet: 18.10.2008 - 13:02 Uhr  ·  #12
hallo cico0815,

habe gerade Deinen Text durchgelesen,
ein Savoniusrotor hat definitiv keinen sonderlich guten Wirkungsgrad, vielleicht 15 bis max. 20 Prozent der in der Luft enthaltenen Energie , der Vorteil ist das er auch bei böigem und unstetem Wind relativ zuverlässig arbeitet.
Doch die Leistung die Du umsetzen kannst wird bei 8m/s Windgeschwindigkeit voraussichtlich nicht mehr als 250 watt betragen.

gruss windi
cico0815
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Re: Generator wie Airmax24 bauen?

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Gepostet: 18.10.2008 - 13:19 Uhr  ·  #13
Hallo windi,

hmm, aber wie schaffen es dann all die Hersteller diese Leistungen zu erzielen? Ich meine total aus der Luft gegriffen sein kann das doch nicht alles oder? Ist es nicht auch eine Frage des Generators? Wie z.B. der Generator, den ich am Anfang erwähnte...der soll doch 2,5 kW bei 60 U/min am Getriebe bringen. Wenn der Rotor nun groß genug ist, dann müsste er diesen Generator doch bewegen können und damit dann doch auch die 2,5 kW erzeugen oder nicht?

Ok, der hat durch das Getriebe dann einen hohen Widerstand und wird nicht bei 1,5 m/s anfangen zu drehen, aber wenn die Rotorschaufeln groß genug sind dann vielleicht bei 4 m/s. Leider weiß ich nicht wieviel Nm notwendig sind, um das Getriebe an dem oben genannten Generator zu bewegen (und der Verkäufer offenbar auch nicht, denn er antwortet nun schon zum 2ten Mal nicht auf meine Nachfrage). Mit einer solchen Angabe müsste ich dann doch in der Lage sein auszurechnen, wie groß die Schaufeln des Rotors sein müssen, um den Generator zu bewegen richtig? (XXLRay kann hier sicher helfen?? :-) )

Hmm...dann spielt sicher auch noch die Schnelllaufzahl (oder so ähnlich) des Rotors eine Rolle, aber es sollte ein Kompromiss zu finden sein!

Viele Grüße,

Heiko
BerndH
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Re: Generator wie Airmax24 bauen?

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Gepostet: 18.10.2008 - 13:22 Uhr  ·  #14
Zitat
und 1,80 m Durchmesser hat o.ä.) .. also 1,8 bis 3,0 kW und im Peak etwa 5 kW.

Hmmm... du weisst schon das du diese Leistungen nie erreichen wirst, ausser vielleicht bei Orkan ?

Nach dem was ich bisher gelesen habe, kann man bei einem 1,8m Repellerdurchmesser in etwa von einer Leistung von 500W ausgehen, bei ca. 10m/s. Das sind jetzt ganz grobe Richtwerte aber 2 oder 3 oder gar 5 KW, wie soll das mit so einem kleinen Windrad gehen ?
cico0815
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Re: Generator wie Airmax24 bauen?

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Gepostet: 18.10.2008 - 16:51 Uhr  ·  #15
Hallo BerndH!

wie erreichen denn Horizontal Rotoren diese Leistungen? Ist es einfach die Tatsache, dass sie sich schneller drehen? Wo liegt in dieser Hinsicht der große Unterschied zwischen den Bauarten?

Viele Grüße,

Heiko
BerndH
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Re: Generator wie Airmax24 bauen?

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Gepostet: 18.10.2008 - 17:00 Uhr  ·  #16
Ich redete eigentlich von einem Horizontal Rotor mit 1,8m Durchmesser.
Ich hatte vergessen das du einen Savonius Rotor bauen wolltest.
Wie hoch sollte der denn werden ?

Für die grundsätzliche Überlegung ist es aber erstmal egal welche Bauform man wählt, sie unterscheiden sich "nur" etwas im Wirkungsgrad. Ein Horizontalrotor sollte aber fast immer deinem Savonius, bei gleicher vom Wind bestrichener Oberfläche, energetisch also wirkungsgradmäßig überlegen sein.
Dein Savonius hat dann aber doch eine grössere Oberfläche, aber auch vermutlich einen schlechteren Wirkungsgrad.

Vereinfacht kann man sagen das der Wind eine bestimmte Menge an Energie pro m² mit sich führt. Diese Energiemenge ist stark abhängig von der Windgeschwindigkeit. Genauere Formeln sind hier auf dieser Seite nachzulesen.
Keine Windradkonstruktion dieser Welt kann mehr Energie aus dem Wind heraus holen als der Wind mit sich bringt und bei durchschnittlichen Windgeschwindigkeiten im Jahr in Germany von 3 oder 4m/s kannst du nunmal mit so einem "kleinen" Windrad keine 8KW erzeugen, das gelingt Dir vielleicht bei extremen Sturm, falls das Teil das mit macht.
Aber selbst wenn, solche extremen Windgeschwindigkeiten hat man prozentual gesehen nur extrem selten im Jahr.

Du solltest die Generatorleistung deshalb so auslegen, das dein Rotor nicht nur ganz selten im Jahr Strom erzeugt (und dafür dann viel) sondern eher so, das er die meiste Zeit des Jahres Strom erzeugen kann.
cico0815
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Re: Generator wie Airmax24 bauen?

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Gepostet: 18.10.2008 - 17:22 Uhr  ·  #17
Hallo BerndH!

Ok, das verstehe ich! :-)

Ich werde noch mit einem Drehmomentschlüssel herausfinden müssen wieviel Kraft notwendig ist, um den Generator zu drehen (jenen, der bei ebay zu sehen ist .. siehe erstes Posting). Dazu gibt es dann doch sicher eine Formel, mit der ich dann die Fläche berechnen kann, die der Rotor haben muss, um diesen Generator bei 3 bis 4 m/s zu drehen und dabei dann die 60 U/min zu erreichen, die er braucht, um seine 2,5 kW zu leisten ... sollte machbar sein, wenn ich deine Antwort richtig verstanden habe oder?

H.Schulz hat in seiner Schrift zum Savonius Rotor einen recht großen gebaut (4,38 m Höhe und (wenn ich mich nicht irre) irgend etwas bei 2 m Durchmesser). So etwas habe ich auch im Sinn (allerdings wollte ich zunächst einmal einen kleineren bauen, um zu sehen ob der nicht auch ausreichen würde ... eben jenen, den ich zuvor erwähnte). Ich habe ausreichend Platz für zwei dieser Rotoren. Die Energie soll dann in Heizstäbe zur Brauchwasser Erwärmung und Heizungsunterstützung (wobei wohl nur das Brauchwasser nötig sein wird, da ich diesen Sommer einen Grundofen ala Kuhtz (Einfälle statt Abfälle) gemauert habe und der, wenn ich ihn einmal warm habe gute 18 Stunden die Bude warm hält)! :-)

Viele Grüße,

Heiko
BerndH
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Re: Generator wie Airmax24 bauen?

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Gepostet: 18.10.2008 - 19:53 Uhr  ·  #18
Hallo Heiko

Hmm also um bei 3-4m/s schon 2,5 Kw aus einem Windrad zu lutschen, das müsste schon ein riesen Gerät sein.
Ich glaube das man diese Leistung auslegungsmäßig eher bei vielleicht 10 oder 12m/s erreichen sollte, ist halt immer eine Dimensionierungsgeschichte.
Ohne dich entmutigen zu wollen denke ich das du dich vermutlich mit weit geringeren Leistungen bei diesen Windgeschwindigkeiten zufrieden geben musst.

Zum Drehmoment. Du kannst zwar mit einem Messgerät messen bei welchem Drehmoment der Generator unbelastet anläuft, aber davon weisst du dann noch nicht wie hoch dieses bei seiner Nennleistung ist, also unter Belastung.

Es gibt praktisch kein Windrad das schon bei 4m seine Nennleistung bringt. Das ginge nur wenn der Rotor im Verhältnis zum Generator riesig wäre, also der Generator quasi "unterdimensioniert " wäre. Bei höheren Windgeschwindigkeiten hätte man dann ausserdem auch noch ein Problem...

Vielleicht hilft uns einer der anderen mal mit der Berechnung wie gross eine Savoniusrotoroberfläche sein müsste, damit dieser bei 4m/s Wind (vergleichsweise vielleicht auch noch für 10m/s) ca. 2,5KW erzeugt.
Ich bin sicher er wäre absolut riesig...
Wind_Stefan
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Re: Generator wie Airmax24 bauen?

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Gepostet: 18.10.2008 - 22:13 Uhr  ·  #19
Hallo,

hier aus einem anderen thread die berechnung von xxlray mit genauer zusammensetzung der formel:
Forum/phpBB2/viewtopic.php?t=1…c&start=21
Kann man schön berechnen wie groß der rotor sein müsste bei gewünschter leistung.

Gruß
Stefan
BerndH
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Re: Generator wie Airmax24 bauen?

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Gepostet: 19.10.2008 - 00:25 Uhr  ·  #20
O wei, der würde ja noch grösser als befürchtet.
Im folgenden Beispiel wurde mit einem Wirkungsgrad von 25% gerechnet.
Hier mal ein Zitat :
Zitat
Für 1,5 KW bei 5m/s käme ich auch auf ca 100m², die abzudecken sind. Das liegt einfach daran, dass der Wind bei dieser geringen Geschwindigkeit nicht so viel Energie "enthält"
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