Erfahrungen aus Afrika und wie baue ich PVC-Repeller?

 
Herti
***
Avatar
Geschlecht: keine Angabe
Beiträge: 38
Dabei seit: 03 / 2007
Betreff:

Erfahrungen aus Afrika und wie baue ich PVC-Repeller?

 · 
Gepostet: 30.05.2009 - 20:11 Uhr  ·  #1
Liebes Windradforum,

ich habe schon lange nichts mehr von mir hören lassen, obwohl ich vieles erst durch Eure Hilfe erreicht habe.
Wie Ihr Euch vielleicht erinnern könnt sind wir mit unserem Verein vergangenen August nach Kamerun aufgebrochen, um dort lokalen Handwerkern den Bau und den Betrieb von kleinen Wind- und Wasserkraftanlagen zu lehren. Außerdem sollten Sie lernen, wie man am besten die Anlagen auf den kamerunschen Markt verkaufen kann.
Seit August ist sehr viel passiert. Wir haben Höhen und sehr tiefenTiefen erlebt. Eines ist sicher: Selbst kleine Windkraftanlagen sind in Afrika High Tech und sehr wenige Menschen haben hier die Kenntnisse und Fähigkeiten so etwas selbst zu bauen.

Seit einiger Zeit haben wir uns in erster Linie auf den Bau von Picowasserkraftanlagen fokussiert und haben auch einen langen Workshop laufen.

Trotzdem haben wir eine Windkraftanlage in unserem Projektdorf stehen, die auch seit zwei Wochen Batterien für 4 Haushalte lädt. Viele Geschichten dazu und auch Bilder gibt es auf unserem Vereinsblogg auf www.greenstep.info . Die Anlage selbst steht schon seit Februar, aber da wir keinen fähigen Elektriker fanden war selbst die umfangreiche Hilfe die wir aus Deutschalnd zum Thema Laderegler erhielten nicht genug. Wir benutzen den einfachen Laderegler aus den Heften Einfälle statt Abfälle. Am Anfang hatten wir mit allen Schaltungen das Problem, dass das Relais das rattern anfing, da die Spannung schlagartig fiel sobald die Glühbirne zum Verbraten des Überschusstromes anging. Dadurch fiel die Spannung wieder und das Relais ging aus, um kurz darauf wieder anzuspringen……
Letztendlich war das Problem, dass das Relais falsch angeschlossen war. Statt den Strom über die Batterie zu beziehen war die Glühbirne direkt an das Windrad angeschlossen. Die Batterie wurde getrennt. Leider hat es uns einige Zeit und 10 Elektriker gebraucht, bis ich dann doch selbst den Fehler entdeckt habe…

Ansonsten ist eine grundsolide Anlage, die wir nach Hugh Piggott 2005 Edition gebaut haben. Sie hat 2,4m Durchmesser. Einzig ein kleines Ungleichgewicht besteht, wodurch die Anlage bei bestimmten Drehzahlen unwuchtig den Turm vibrieren lässt. Das liegt daran, dass das Holz nicht richtig getrocknet war und so siech von Zeit zu Zeit verzieht. Ich habe schon verschiedene Gewichte an die Nabe geschraubt. Aber das Ungleichgewicht verändert sich alle paar Wochen.

Das ist auch einer der Gründe, warum ich etwas Neues probieren will. Ein weiterer Grund ist, dass es für einen durchschnittlichen kamerunschen Handwerker einfach unmöglich ist drei gleich geformte, gute Holzflügel zu schnitzen. Da fehlt die angelernte Genauigkeit.

Daher würden wir gerne folgendes probieren. Wir bauen gerade innerhalb eines Wochenende workshops ein Schulungswindrad für eine technische Schule. Die Anleitung stammt aus der neuen 2008 Version von Hugh. Das Windrad hat einen Durchmesser von 1,80. Zwei 6mm Stahlscheiben, von denen eine aber nur 8 Magnete besitzt. 6 Kupferdraht wicklungen mit a 130 Windungen aus 1,5mm Draht werden komplett aus dem Stator geführt. Laut Anleitung wird der Generator ab 240 U/min Batterieladespnnung erreichen. Da wir die Schule zum experementieren anregen wollen, sollen die Wicklungen entweder in parallel (in der Anleitung vorgesehen) oder in star oder delta Schaltung verbunden werden.

Jetzt zu meinem Anliegen:
Ich habe ein 20cm PVC Druckrohr mit 1m Länge gekauft. Ich würde gerne daraus 3 90cm Flügel herausarbeiten. Das habe ich leider noch nicht gemacht. Und bisher sind alle unsere Versuche an das Wissen darüber heranzukommen gescheitert.
Hat jemand von Euch einen konkreten Tip, wie die Flügel am Besten geformt werden sollen???
Meine Idee ist bisher, den Flügel zu verjüngen und an der Luvseite die Rundung abzuflachen, so dass ein Profil entsteht. Dann würde ich die Bohrungen zentral vornehmen, so dass der Anströmwinkel nur durch die Ablachung auf der einen, und durch die Wölbung auf der anderen Seite entsteht.
Diese Ideen hab ich aus dem ersten Heft „Einfälle statt Abfälle“. Kann man denn das so machen???????

Vielen Dank im Voraus und schöne Grüße aus Kamerun

Johannes
Robert von Rostfrei
**
Avatar
Geschlecht: keine Angabe
Herkunft: Köln
Beiträge: 19
Dabei seit: 05 / 2009
Betreff:

Re: Erfahrungen aus Afrika und wie baue ich PVC-Repeller?

 · 
Gepostet: 30.05.2009 - 23:55 Uhr  ·  #2
Robert von Rostfrei
**
Avatar
Geschlecht: keine Angabe
Herkunft: Köln
Beiträge: 19
Dabei seit: 05 / 2009
Betreff:

Re: Erfahrungen aus Afrika und wie baue ich PVC-Repeller?

 · 
Gepostet: 30.05.2009 - 23:59 Uhr  ·  #3
(Noch etwas Fülltext, damit der Beitrag angezeigt wird)
Menelaos
Administrator
Avatar
Geschlecht:
Herkunft: Elsfleth
Alter: 38
Beiträge: 4888
Dabei seit: 04 / 2007
Betreff:

Re: Erfahrungen aus Afrika und wie baue ich PVC-Repeller?

 · 
Gepostet: 31.05.2009 - 01:09 Uhr  ·  #4
Hallo Johannes!

Es ist nicht so einfach einen passenden Repeller zu fertigen und wenn man gute Leistungswerte erzielen möchte ( und das sollte bei der aufwendigen Herstellung eines Scheibengenerators sicherlich der Anspruch sein) muss man da so einiges beachten und kann nicht einfach nach NAsenfaktor irgendwas sich verjüngend zuschneiden.

Ich hatte dir ja bereits angebnoten dir ein Schnittmuster zu erstellen. Darüber hatten wir ja ausführlich "geredet". Dafür braucht man allerdings einige Daten für die Anpassung. Bau deinen Generator, mache die erfprderlichen Messungen und dann melde dich bei mir, dann wird dir geholfen...

Gruß
Max
Herti
***
Avatar
Geschlecht: keine Angabe
Beiträge: 38
Dabei seit: 03 / 2007
Betreff:

Re: Erfahrungen aus Afrika und wie baue ich PVC-Repeller?

 · 
Gepostet: 31.05.2009 - 08:03 Uhr  ·  #5
@ Robert:

Vielen Dank. Ich kannte den Thread schon von früher. Wegen ihn bin ich auf die Idee gekommen. Ich hätte das wahrscheinlich schreiben sollen.

Da sind ein paar gute Tips dabei, aber eben nicht ein richtiger Hinweis.

@ Menelaus

Vielen Dank noch mal für Dein Angebot. Ich werde heute zusammen mit den Workshopteilnehmern den Generator hoffentlich fertigstellen. Dann kann ich einige Messungen vornehmen.
Problematisch wird aber wahrscheinlich die Drehmoment messung, da es hier in Afrika aber keinerlei INstrumente dafür gibt.
Wer ein bisschen recherchieren, wie ich es doch noch hinbekomme.

Vielen Dank

JOhannes
Menelaos
Administrator
Avatar
Geschlecht:
Herkunft: Elsfleth
Alter: 38
Beiträge: 4888
Dabei seit: 04 / 2007
Betreff:

Re: Erfahrungen aus Afrika und wie baue ich PVC-Repeller?

 · 
Gepostet: 31.05.2009 - 13:02 Uhr  ·  #6
Zum Drehmoment:

Eine Schnur werdet ihr haben...und wohl vielleicht auch eine einfache Küchenwage. Wickel die Schnur um den Rotor oder auch um die Welle. Miss den Abstand vom Mittelpunkt der Drehachse bis zur Auflage der Schnur- merken!

Nun hängst du ein gewicht an die Schnur welches du langsam vergrößerst bis sich der Generator zu drehen beginnt- gerade so eben. Dieses Gewicht merkst du dir ebenfalls und kannst nun die Rechnung anstellen. Dazu hier ein Link:
Forum/cf3/topic.php?t=803&start=0

Im dritten Beitrag ist es nochmals genau erklärt und die Rechnung aufgeführt. Viel wichtiger ist jedoch eine ordentliche Leistungskurve direkt am 12V Akku gemessen..und zwar möglichst genau, vor allem im Bereich des Ladebeginns.

Gruß
max
Harzer
*****
Avatar
Geschlecht:
Alter: 61
Beiträge: 418
Dabei seit: 07 / 2007
Betreff:

Re: Erfahrungen aus Afrika und wie baue ich PVC-Repeller?

 · 
Gepostet: 31.05.2009 - 15:05 Uhr  ·  #7
Hallo,
Bilder sagen mehr als tausend Worte 😉



In die Flasche wird langsam Wasser gegossen bis die Welle sich zu drehen beginnt.
Durch das von mir eingeschnittene Loch an der Seite der Flasche geht das recht gut.
Wenn du das Wasser schön langsam einfüllst wird das auch sehr genau.
Die Flasche mit Wasser wird dann gewogen.
Die Messung wiederhole ich meist vier bis fünf mal um Ungenauigkeiten auszuschließen.
Den Wert dann in die Formel einsetzen.
Herti
***
Avatar
Geschlecht: keine Angabe
Beiträge: 38
Dabei seit: 03 / 2007
Betreff:

Re: Erfahrungen aus Afrika und wie baue ich PVC-Repeller?

 · 
Gepostet: 02.06.2009 - 18:10 Uhr  ·  #8
Entschuldigt, die scheinbar späte Antwort, aber es wäre ja schließlich nicht Afrika, wenn alles klappen würde...
Zuerst sind wir an unserem Workshop am Wochenende nciht soweit gekommen, dass ich die entsprechenden Daten sammeln konnte, und dann war funktionierte das Internet hier in Buea seit MOntag morgen nicht mehr.

Ich hab jetzt den Generator soweit fertig und auch schon ein paar Messungen gemacht. Die sind aber nicht sehr genau und gefallen mir nicht.
Außerdem lade ich mir gerade Gretl runter, damit ich eine anständige Regressionsgerade für den Generator bekomme.

Im Moment beginnt er ab 160 U/min zu laden und erreicht bei 320 U/min 20 Watt. Das ist ein bisschen wenig, was aber am Abstand der Magnete liegen mag.


Hier schon mal die Daten unseres Rohres:

Durchmesser: 200mm
Wandstärke: 10mm (manchmal auch mehr, kommt aus Kamerun :-))
Länge: 1.000mm

Der Generator ist für einen Rotor von 1.800 ausgelegt.

Wie lange braucht man denn, um ein Profil zu berechnen?
Es wäre nämlich gut, wenn ich es bis Donnerstag abend haben könnte, da am Samstag der Workshop für die Schule weitergeht.

Morgen früh kommen die anderen Daten.

Vielen Dank, nochmals für die Hilfe

Und liebe Grüße

JOhannes
Menelaos
Administrator
Avatar
Geschlecht:
Herkunft: Elsfleth
Alter: 38
Beiträge: 4888
Dabei seit: 04 / 2007
Betreff:

Re: Erfahrungen aus Afrika und wie baue ich PVC-Repeller?

 · 
Gepostet: 02.06.2009 - 19:34 Uhr  ·  #9
Die eigentliche Erstellung des Schnittmusters kostet mich vielleicht eine Stunde, geht also recht fix, allerdings gibt es da auch einige Sachen zu beachten....wie anpassen der Flügel an die Nabe (also bei welchem Radius von der Rotorachse setzen sie an usw...).
Im Moment sehe ich jedoch etwas schwarz für deinen Generator- da kommt ja an Leistung fast nichts raus :-(

Wenn ich das mal hochrechne wird das wohl eher ein 1,2 m Rotor als einer mit 2 m im Durchmesser...wenn überhaupt

Dass das Rohr so ungleichmäßig in der STärke ist macht das AUswuchten recht schwierig, auch ist das Material sehr dick wie ich finde, da ist dann Kantenbearbeitung ein Muss, zumindest an der Vorderkante.

Ich würde, wenn das nötige Anlaufmoment nicht zu groß ist fürs erste einen Zweiflügler vorschlagen, da man so komplett auf die Nabe verzichten kann. Bekommt ihr das rohr vielleicht auch in größeren Längen?

Gruß
Max
Herti
***
Avatar
Geschlecht: keine Angabe
Beiträge: 38
Dabei seit: 03 / 2007
Betreff:

Re: Erfahrungen aus Afrika und wie baue ich PVC-Repeller?

 · 
Gepostet: 03.06.2009 - 11:44 Uhr  ·  #10
Guten Morgen

Heute habe ich bessere Messungen durchführen können. Ich hab auch noch mal den Generator geändert, weil ich mit dem Ergenbis auch nicht zufrieden war. Statt nur eine Scheibe mit 8 Magnete hab ich nun 2 mit insgesamt 16 genommen. Hier die Ergebnisse:

Batterie: 12,27V 50Ah
Ladebeginn 90 U/min
Drehmoment für den Start: 0,24Nm

Nach der Gleichung: [ kg *9,81 m/s² ] * [r(Welle) in m] = x Nm


Meine Messungen sind nach wie vor nicht die Besten, da ich leider keine gute Ausstattung habe. Mit Hilfe einer Statistik software habe ich aber ein X-Y Streudiagramm mit Kleinstquadrateanpassung (Regression) gemacht und einen linearen Zusammenhang erhalten.
Folgende Gleichung habe ich erhalten:

(X – 104) 1,65 = Y

Wobei X U/min und Y Watt darstellen.

Folgende Werte gelten also:

X (U/Min) Y (Watt)
125 13
150 28
175 43
200 58
225 73
250 88
275 104
300 119
325 134
350 149
375 164
400 179
425 195
450 210
475 225
500 240


Zum Flügel:

Das mit der unterschiedlichen Wandstärke kann ich durch Schleifen ausgleichen. Das ist zwar Arbeit, aber die werde ich in Kauf nehmen müssen. Die Schüler müssen dann eben mal zuschauen, wenn es ans Detail geht.

Leider kann ich auf die Schnelle kein anderes Rohr bekommen. Das würde mich hier Minimum drei Tage kosten. Daher muss ich leider das vorhandene Rohr verwenden.

Als Nabenaufhängung habe ich ein gleichseiteiges Dreieck mit einer Kantenlänge von 250mm aus 8mm Stahl zugeschnitten. Wenn das nicht geht, kann ich es auch nochmal ändern.

Ich hoffe, mit den Angaben kann man was anfangen.

Besten Dank und Viele Grüße

Johannes
Menelaos
Administrator
Avatar
Geschlecht:
Herkunft: Elsfleth
Alter: 38
Beiträge: 4888
Dabei seit: 04 / 2007
Betreff:

Re: Erfahrungen aus Afrika und wie baue ich PVC-Repeller?

 · 
Gepostet: 03.06.2009 - 12:47 Uhr  ·  #11
Moin moin!

Die Leistungskurve sieht gar nicht so schlecht aus. Was du da von kleinstquadratmessung usw. geschrieben hast verstehe ich nicht....muss ich vielleicht auch nicht.

Wichtig ist nur, dass die Leistungskurve nach dem Gleichrichter direkt an der Batterie erstellt wurde, also unter Last und nicht irgendwie hochgerechnet oder mit einem WIederstand gearbeitet wurde, sonst kommt Müll raus....
Das müsste ich noch wissen. Auch wäre es gut, den Innenwiederstand des Generators zu kennen denn das gibt aufschluss über seinen WIrkungsgradverlauf...geht aber auch so.

Was bei Rohr mit solche dicker Wandstäre wie ihr es dort habt für mich noch eine wichtige! Info wäre ist, ob sich der Durchmesser von 200mm der AUßen- oder Innendurchmesser ist bzw. miss doch mal bitte den innendurchmesser nach denn das ist der für mich entscheidende für die Auslegung der Anstellwinkel.

Das Anlaufdrehmoment von 0,24 Nm kommt mir für einen Scheibengenerator recht hoch vor...ioch habe es für meine Berechnungen etwas herabgesetzt da ich denke dass sich das noch einläuft. Bei dem schweren Generator ist es ohnehin so dass wenn das WR einmal angelaufen ist, es dann auch bei kleinerer WIndgeschwindigkeit noch nachläuft...

Dein vorläufiges Schnittmuster habe ich soweit fertig. WIrd dann ein Dreiflügler mit 1,8 m im Durchmesser und einer SLZ von 4. Das sollte für erste Versuche recht gut hinkommen. Überarbeiten kann man es dann immer noch.

Geplanter Anlauf ist bei knapp 3 m/s, berechnetr Ladebeginn alerdings schon bei 2,2 m/s....aber da muss man mal schauen. Deine leistungkurve ist ziemlich seltsam in ihrem Verlauf und so musste ich den Ladebeginn so weit nahc unten legen....mal schauen wie das kommt.

Das Optimum der ANpassung liegt so im Bereich zwischen 3,5 und 5,5 m/s Wind.

WIe gesagt kann man das nach Praxiserfahrungen hinsichtlich des anlaufes und Ladebeginns noch optimieren.

Da ja nun schon morgen dein workshop ist, sollten wir heute unbedingt noch telefonieren damit ich dir alles nochmal erklären kann und du meine Schnittmusterangaben verstehst- wäre langwierig das alles aufzuschreiben. Wenn du irgendwo ein Festnetz auftreiben kannst, ruf ich dich auch über Skype an, kostet dann nicht die Welt. Schick mir einfach Numer und Uhrzeit als Pn. Für den Fall des Falles hab ich dir eine PN mit meiner Festnetznummer gesendet.

Gruß
Max
Herti
***
Avatar
Geschlecht: keine Angabe
Beiträge: 38
Dabei seit: 03 / 2007
Betreff:

Re: Erfahrungen aus Afrika und wie baue ich PVC-Repeller?

 · 
Gepostet: 03.06.2009 - 19:23 Uhr  ·  #12
HI Max,

danke für Deine Nachricht.

Die Messung wurde direkt an der Batterie vorgenommen.

Das Problem war, dass ich zwar einen digitalen Drehzahlmesser habe, aber keine vernünftigen Amper- bzw. Voltmeter. Und da ich den Generato mithilfe eines Keilriemens und einer Bohrmaschine angetrieben habe, habe ich immer versucht eine konstante Drehzahl hinzubekommen und von den drei Instrumenten per Selbstauslöser ein Foto gemacht (war unmöglich alle drei Daten zu merken :-)).
DAher habe ich oft unrunde Zahlen erhalten. Die habe ich genommen und in eine Statistiksoftware eingegeben. Dann kommt auf einem X-Y Diagramm eine Verteilung raus. Die Software legt dann eine Gerade durch die Punkte und ermittelt eine Gleichung, die dann für andere Werte gilt.
Das funktioniert wunderbar und wenn der Fehler (hab den wissenschaftlichen Namen vergessen) unter 5% liegt, ist das ganze Modell auch realistich...

Mit dem Drehmoment wirst Du recht haben. Die Lager sind nagelneu und laufen noch etwas schwer. Hab ich vergessen zu erwähnen. Entschuldige.

Wie am Telefon besprochen, stellen die 200mm den Aussendurchmesser dar.

Der Workshop ist erst wieder am Samstag. Aber ich würde gerne schon vorher alles beisammen haben.

Leider zeigt sich auch bei diesem Workshop, dass die Teilnehmer keine Beziehung zu Genaigkeit haben. Die erste Stahlscheibe für die Magnete hatte eine ungenauigkeit von 10mm!!!!!! (Und alle waren stolz)...
ICh weiß nicht wirklich, ob das hier noch was wird :-(((

Liebe Grüße

Und bald mehr eindrücke aus Kamerun

JOhannes
Grafix
****
Avatar
Geschlecht: keine Angabe
Herkunft: Österreich
Beiträge: 51
Dabei seit: 09 / 2006
Betreff:

Re: Erfahrungen aus Afrika und wie baue ich PVC-Repeller?

 · 
Gepostet: 06.06.2009 - 21:22 Uhr  ·  #13
Hallo, jetzt kommt genau auch mein Problem, also das mit dem Drehmoment.
Das was du mit dem Drehmoment beschreibst ist eigentlich der Drehmoment der benötigt wird um die Achse des Generators in Bewegung zu setzen, (diesen Drehmoment kann man mit einer Waage messen).Aber was passiert dann wenn der Ladestrom zu fließen beginnt, da werden ja die Spulen Magnetisch und somit entsteht ein zusätzlicher Widerstand.
Kann man diesen auch ohne großen Aufwand und teurer Geräte messen?
Denn was hilft ein Repeller, der zwar gut anläuft aber wenn er Leistung bringen soll, abgewürgt wird.

Gerhard

PS.: Für meinen Dual-Scheibengenerator sind die besten Blätter noch immer aus Abflußrohr (5 Blätter , D= 190cm ( 30cm Nabe! (Scheibe)). Ladebeginn bei 36 U/min. 3*3 Spulen a'80 Windungen (sind noch zu optimieren auf a'120 Windungen oder besser wäre wahrscheinlich a' 2 mal 100 Windungen wegen Stromstärke (aber bei zu kleinem Drahtdurchmesser werden sie sich die Spulen erwärmen, das ist noch zu testen).
Ich habe hier fast nur Schwachwind also alles unter 15km/h. (meist 2-6 km/h).
Menelaos
Administrator
Avatar
Geschlecht:
Herkunft: Elsfleth
Alter: 38
Beiträge: 4888
Dabei seit: 04 / 2007
Betreff:

Re: Erfahrungen aus Afrika und wie baue ich PVC-Repeller?

 · 
Gepostet: 07.06.2009 - 00:51 Uhr  ·  #14
Moin!

Das mit dem ANlaufdrehmoment ist eine Sache. Dabei geht man aber auch davon aus dass der Repeller steht und sich noch nicht dreht. Hierbei habe ich berechnet was er dann für ein ANlaufmoment aufbaut. Das kommt auch eigentlich immer sehr gut hin. Sobald der Repeller angelaufen ist und langsam auch nach dem Auftriebsprinzip arbeitet, bringt er eine gewisse Leistung. Was du mit dem WIederstand durch die "magnetisch werdenden Spulen" beschrieben hast, ist letztlich die abgeforderte Leistung. Um diese einschätzen zu können, erstellt man ja eine Leistungskurve direkt an der Batterie. Setzt man dann noch einen WIrkungsgrad an, der ja je nach Innenwiederstand über das Drehzahlband stark schwankt, erhält man die endgültige leistungskurve des Generators und kann danach dann den Repeller nach Durchmesser (steht dann für die Fläche und somit für die erzeugte Leistung bei einer best. Drehzahl) und nach SLZ (steht für das Drehzahlspektrum bei einer best. Drehzahl) auswählen bzw. so zusammenzustellen versuchen, dass im Sinnvollen WIndspektrum (zw. 3 und 6 m/s) eine gute ANpassung vorliegt. Das geht mit Rohrrepellern ganz prima...


Gruß
Max
danielCV
*****
Avatar
Geschlecht:
Herkunft: Santo Antao
Alter: 49
Homepage: nadaparasiempre.co…
Beiträge: 244
Dabei seit: 04 / 2009
Betreff:

Re: Erfahrungen aus Afrika und wie baue ich PVC-Repeller?

 · 
Gepostet: 23.08.2009 - 20:43 Uhr  ·  #15
Gewählte Zitate für Mehrfachzitierung:   0