Windanlage 24V

Ratschläge bezüglich Rotorbau gesucht
 
Joh
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Windanlage 24V

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Gepostet: 02.09.2011 - 23:41 Uhr  ·  #1
Guten Abend Community,
Ich habe mir die letzten Tage eine kleine Windanlage gebaut. Dabei habe ich einfach einen Motor aus einem Küchenmixer genommen und ein PVC-Rohr nach Augenmaß zurechtgesägt. Das Ergebnis ließ eine LED leuchten, ist aber natürlich völlig ungeeignet für große Projekte.
Da ich an einem Elektro-gokart arbeite, kam mir der Gedanke, die Batterien selbst mit Windkraft aufzuladen, da Ladegeräte ganz schön teuer sind. Ich habe die letzten Tage schon nach einem geeigneten Generator Ausschau gehalten und heute abend einen in ebay erfolgreich ersteigert.
http://www.ebay.de/itm/2208432…1439.l2649
Ich hoffe der Link funktioniert.

Die Technischen Daten des Generators:
Leistung : 500 Watt
Drehmoment : 1,5Nm
Nennladestrom : 2,7A
Max. Ladestrom (KURZZEITIG) : 3,5A
Nennspannung : 153V / 3- Phasig
Max Drehzahl : 3000 U/min
Bei 160 U/min bereits 14,11 Volt nach Gleichrichtung!

Ich möchte damit 4 Akkus aufladen, jeweils etwa 34Ah und 12V.
Der Generator hält wohl nur 2,7A auf die Dauer aus. Wie sollte ich die Anlage auslegen? 24V oder gar 48V?
Bei 48V müsste würden die Akkus recht flott geladen werden, bei 24V könnte der Generator aufgrund des hohen Stroms überfordert sein.
Um eine 48V batteriebank aufzuladen, müsste der Generator mit 640Rpm drehen. Ist das Rotortechnisch realisierbar? Ich möchte die Anlage so simpel wie möglich halten und auf ein Getriebe verzichten.
Was schlagt ihr vor?
XXLRay
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Re: Windanlage 24V

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Gepostet: 03.09.2011 - 07:01 Uhr  ·  #2
Du kannst ja mal ausrechnen, was dein Windrad für eine Größe haben muss (siehe "Der richtige Generator" im Grundlagenbereich). Danach kannst du errechnen welche Schnelllaufzahl notwendig wäre, um den Ladebeginn bei der gewünschten Ladewindgeschwindigkeit auch zu erreichen.
Joh
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Re: Windanlage 24V

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Gepostet: 10.09.2011 - 15:43 Uhr  ·  #3
So der Generator ist nun da.
Jetzt möchte ich ein 15cm KG-Rohr zu drei Rotorblättern formen. Als Radius kam ich auf 70cm. Schnelllaufzahl = 6.
Das Tool gibt mir einen sehr schmalen Zuschnitt an, dessen Blatttiefe sich zum Ende hin auf 2cm verengt. Ich kann mir nicht vorstellen, dass der Wind da noch was anrichten kann. Was muss ich ändern? Brauche ich ein Rohr mit größerem Durchmesser?
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Re: Windanlage 24V

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Gepostet: 11.09.2011 - 08:40 Uhr  ·  #4
Windfried
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Re: Windanlage 24V

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Gepostet: 11.09.2011 - 20:03 Uhr  ·  #5
Zitat geschrieben von Joh

So der Generator ist nun da.
Jetzt möchte ich ein 15cm KG-Rohr zu drei Rotorblättern formen. Als Radius kam ich auf 70cm. Schnelllaufzahl = 6.
Das Tool gibt mir einen sehr schmalen Zuschnitt an, dessen Blatttiefe sich zum Ende hin auf 2cm verengt. Ich kann mir nicht vorstellen, dass der Wind da noch was anrichten kann. Was muss ich ändern? Brauche ich ein Rohr mit größerem Durchmesser?


Hallo Joh,
wesentlich größere D nimmt Dein Tool nicht an. Da werden die Enden ganz spitz. Kannst ja mal probieren
Ansonsten interessantes Tool. Hoffentlich stimmig.
Ich hatte ja auch mal sowas vor, Bildteil, rechte Seite, auch mit Zuschnitt für ein Blatt www.angeo-privat.gmxhome.de/windkraft.htm
Da habe ich mir nach den Regeln von Prof. Crome selbst ein Excel-sheet gemacht. Siehe Anhang
Bei D 1,35 m und tsr 5 komme ich am Blattende dabei auf 62mm.
Weiß nicht, was für Auftriebsbeiwerte bei Deinem tool verwendet werden. Wenn ich die doppelt nehme, werden die Blätter auch halb so schmal. Wäre aber ganz falsch.
Bei mittleren r-Werten auch schon zu hoch gegangen (keine Böenreserven!), damit die Blätter da nicht zu breit werden.
hellblaue Zeilen für Nabenbereich belassen. Wäre sonst technisch unsinnig.

Ansonsten schom mal angemerkt: Bitte Fliehkräfte ausrechnen. Die werden bärig! Soviel zur Nabenkonstruktion.

gruß, Andreas
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Re: Windanlage 24V

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Gepostet: 11.09.2011 - 21:50 Uhr  ·  #6
Zitat
Ansonsten interessantes Tool. Hoffentlich stimmig.

Ist das Tool hier im Forum nicht bekannt? Soweit ich weiß ist es von zwei Benutzern hier entworfen worden. Es kommen teilweise echt suspekte Schablonen raus. Liegt vielleicht auch daran, dass ich es nicht richtig bediene.
Das Blatt, was du mir geschickt hast, ist also für ein Rohr mit einem Durchmesser von 35cm gedacht? Kannst du mir noch ein Blatt erstellen mit einem Radius von 70cm, SLZ = 6 und einem Rohrdurchmesser von 20cm? Kann dein Tool auch Idealwerte hinsichtlich Rohrdurchmesser ausrechnen?
lg Johannes
XXLRay
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Re: Windanlage 24V

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Gepostet: 12.09.2011 - 08:53 Uhr  ·  #7
Windfried
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Kommando zurück !

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Gepostet: 12.09.2011 - 12:15 Uhr  ·  #8
Zitat geschrieben von Joh

Ist das Tool hier im Forum nicht bekannt? Soweit ich weiß ist es von zwei Benutzern hier entworfen worden. Es kommen teilweise echt suspekte Schablonen raus. Liegt vielleicht auch daran, dass ich es nicht richtig bediene.
Das Blatt, was du mir geschickt hast, ist also für ein Rohr mit einem Durchmesser von 35cm gedacht? Kannst du mir noch ein Blatt erstellen mit einem Radius von 70cm, SLZ = 6 und einem Rohrdurchmesser von 20cm? Kann dein Tool auch Idealwerte hinsichtlich Rohrdurchmesser ausrechnen?
lg Johannes


Hallo Johannes,
das Forum ist so groß. Man kann nicht alles lesen.
Was meine Berechnung betrifft, so vergiss die aber mal!
Ich habe da "Programmierungsfehler "drin. Gut dass ich mal mit einer anderen Berechnung konfrontiert werde, und gut, dass meine Konstruktion damals nicht gebaut wurde.
War die Zeit, wo hier im Forum der Begriff Volkswindrad aufkam. War aber fest zu stellen, dass die Völker der Volksrepublik China bereits die Völker der restlichen Welt mit der Black 300 beglücken, zu unschlagbarem Preis.

Bevor Du mit Rohrflügeln weiter machen willst, und nicht glücklich werden wirst - dazu weiter unten - mein Vorschlag, ob Du nicht besser fährst mit 3 Ersatzblättern der Black 300 für zusammen 105 EUR ? http://www.prevent-germany.com…black.html
Tsr 1,22m/1,4m * 6 wäre dann 5,22, ohne dass sich für Deinen Generator an Drehzahl was ändert. Die Black läuft übrigens mit tsr ca. 5. Blätter würden also voll passen.
Was dann noch bleibt ist eine stabile! Nabe. Gabs früher auch als Ersatzteil incl. Spinner. Ist derzeit wohl out.

Es ist nämlich so:
- Bei so schmalen Rohrblattspitzen kann man nicht mehr von gekrümmter Platte sprechen, sondern praktisch von gerader Platte.
- Müsstest die Enden profilieren, denn die Rohrdicke lässt sich nicht vernachlässigen, selbst bei 2mm Blech nicht.
- Auf besondere Geräuscharmut ist nicht zu hoffen. Auch sind solche Dinge wie fliehende Blattspitze oder gar Sichelende schlecht möglich, da Anstellwinkel dann wider ansteigt. Verbleibt nur "spitzelliptisches Blattende", wie bei den Großen.

- Die Black-Blätter sind am Ende Auftriebsbeiwert-reduziert. Gut fürs geräusch. Außerdem können die Enden dadurch recht breit bleiben.
- Dsw. sind sie faserverstärkt. Mit ner anständigen Nabe brauchst Du Dir dabei wenig Sorgen um Flieh-und Windkräfte machen.
Ansonsten ahne ich bezüglich derer schon wieder Schlimmes. :(

Zum tool:
Wenn Du doch mit Rohr was machen willst, so werden Deine Blattspitzen etwas breiter, wenn der Rohr-Ø auf 100 zurückgenommen wird.
Möglicherweise wird da richtig gerechnet. Das Flächenverhältnis versus tsr (slz) entspricht jedenfalls genau der Grafik 5.3-3 im crome: "Handbuch Windenergietechnik". Was da aber auch zu entnehmen ist: Bei tsr 6 solltest Du nicht erwarten, dass die Mühle schon bei 3m/s anläuft.

Am Ende noch ein Video von einem Propeller, den ich mal aus gekrümmtem Blech a la Rohr Ø 250mm gemacht habe, Øa 800mm.
Ist entsanden nach NACA-Report 350 und war als Eisschlitten-Antrieb gedacht, elektrisch, ca. 700W an 12 V bei 2000 u/min.
Der errechnete Schub von 75N stellte sich mit 65 auch fast ein. Allein das Geräusch von 90dBA in etwa 1m Entfernung hat mich bewogen, die Stille auf dem Eis damit vorerst nicht zu stören. Rohrblattspitzen sind also nicht unbedingt geräuscharm.

Hier das Video, vom Handy. Wenn mit Microsoft-Produkten nicht abspielbar - der VLC-Player z.B. macht es. Unbedingt Ton einschalten!

Aha, Movies lassen sich nicht hochladen. Benennen wir sie mal um in .jpg. Der Anwender bitte runterladen und Rückumbenennen in .3gp. Dann abspielen.
Bei diesen 2 MB sollte das erlaubt sein.


Gruß vom Windfried
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Windfried
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Rowi-tool, woher?

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Gepostet: 12.09.2011 - 16:53 Uhr  ·  #9
Zitat geschrieben von XXLRay

Ich benutze das Tool aus dem Forum ebenfalls.


Hallo M.
vielleicht kannst Du mir den Link geben, wo das Rowi-tool hier vorgestellt wurde. Konnte es nicht finden.
Du liest doch alles.
Gruß, A.
Joh
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Re: Windanlage 24V

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Gepostet: 12.09.2011 - 17:40 Uhr  ·  #10
Zitat
Bevor Du mit Rohrflügeln weiter machen willst, und nicht glücklich werden wirst - dazu weiter unten - mein Vorschlag, ob Du nicht besser fährst mit 3 Ersatzblättern der Black 300 für zusammen 105 EUR ? http://www.prevent-germany.com...black.html

Ich habe bei meinem Windrad keine hohen Erwartungen, da ich damit nichts ernsthaftes vorhabe. Vielleicht mal Akkus laden oder zuschauen, wie eine Glühlampe aufleuchtet. Deshalb will ich die Kosten gering halten. Ein Rotorblatt aus KG-Rohr scheint durchaus machbar zu sein und dazu recht günstig. Der Wirkungsgrad und die Stabilität wird niedriger sein. Wenns beim Sturm mal abbricht, wirds die Welt nicht kosten. Aber danke für den Vorschlag.


Hier habe ich noch ein Tool für Rohrblätter gefunden: http://www.windandwet.com/windturbine/tube_blade/design.php
Es gibt sogar Schablonen aus. Leider fehlt da so etwas wie die optimale Flächendichte.
Die Schnellaufzahl werde ich wohl auf 5 setzen, damit das Anlaufmoment höher ausfällt.

Den Generator, den ich mir gekauft habe, stellte sich wegen des hohen Innenwiderstandes als recht schlecht heraus. Ich muss mich also auf eine neue Suche nach einem passenden Generator begeben.
andreas6
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Re: Windanlage 24V

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Gepostet: 12.09.2011 - 20:11 Uhr  ·  #11
Hallo,

hier findet man das RoWiTool.

MfG. Andreas
XXLRay
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Re: Windanlage 24V

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Gepostet: 12.09.2011 - 20:41 Uhr  ·  #12
Windfried
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Re: Windanlage 24V

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Gepostet: 14.09.2011 - 15:21 Uhr  ·  #13
Zitat geschrieben von andreas6

Hallo,

hier findet man das RoWiTool.

MfG. Andreas


Danke Andreas,
Gruß, Andreas :-)
Joh
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Re: Windanlage 24V

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Gepostet: 15.09.2011 - 18:21 Uhr  ·  #14
Bei der Generatorsuche neige ich momentan stark zu den scootermotoren, weil sich keine anderen in der Preisklasse finden lassen.
Für 40€ kriegt man schon den 24V 250W Motor, der bei etwa 2000 U/min 15V erreicht. Dann gibt es noch den 350W 36V Motor, der schon bei 1500U/min 15V erreicht. Ich frage mich, welcher wohl leistungsmäßig besser geeignet ist? Ich werde wohl ein Kettengetriebe wählen.
Windfried
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Gepostet: 15.09.2011 - 20:02 Uhr  ·  #15
Hallo Joh,
hatte mal einen ausgemessen. Mit Bohrmaschine drehzahlvariabel angetrieben.
Kennlinien hier: http://www.angeo-privat.gmxhom…age016.gif
Ist richtig, Ladebeginn an 12V bei etwa 2000u/min.
Bei dem Teil hier http://www.angeo-privat.gmxhom…4_2005.jpg
hatte ich wohl bei 8m/s (Auslege-Geschwindigkeit) dann auch immerhin 27% Gesamtwirkungsgrad, trotz Getriebe.
Hatten extra für Poly-V-Riemen (Rippenband) ein kleines Riemenrad gedreht a la Waschmaschine. Große Holzscheibe unprofiliert.
Kettentrieb ist natürlich das Schnellste, wenn Du ein passendes großes Kettenrad findest.
Gruß, Andreas
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Re: Windanlage 24V

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Gepostet: 15.09.2011 - 20:56 Uhr  ·  #16
Kannst du einschätzen, inwiefern sich der 350W motor vom 250er Modell unterscheiden wird - abgesehen von dem unterschiedlichen Spannungsverlauf?
XXLRay
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Re: Windanlage 24V

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Gepostet: 16.09.2011 - 09:38 Uhr  ·  #17
Die werden sich vermutlich leicht im Innenwiderstand unterscheiden. Ich rechne damit, dass der 350W-Motor einen geringeren hat. Das bedeutet im Generatorbetrieb einen besseren Wirkungsgrad bei Batterieladung.

Ich habe auch mehrere Scootermotore vermessen:
Joh
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Re: Windanlage 24V

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Gepostet: 16.09.2011 - 15:51 Uhr  ·  #18
Oh die Werte sind ja enttäuschend schlecht. Bei 3000 U/min nur 1.5A Ladestrom. Soweit ich weiß hat jemand bei dem "Blauen Dingens da" ein 250W Modell benutzt und recht hohe Ladeströme von 5A und mehr erzielt.
Windfried
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Re: Windanlage 24V

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Gepostet: 16.09.2011 - 16:06 Uhr  ·  #19
Also XXLray, was sind das für Teile oder für Messungen?
Wo ich 150W habe da bist Du bei 18 :( .

Ansonsten:
Könnte stimmen mit dem geringeren Innenwiderstand.
Dsw. Höherer Nennstrom verträglich bei der 350W-Version.

Joh, musst prüfen, was besser zu Deinen Daten des Windrades passt, bezüglich Drhzahl und nötigem Nennstrom. Auch der Preis spielt eine Rolle.

Mit dem Innenwiderstand bei einfacher Lademaschine: Kann auch sein, dass man in den Stromkreis ein paar Zehntel-Ohm reinbringen muss.
Mehr als 14,5V (16, wenn Gasung akzeptiert) geht am Akku nicht. Alles, was an EMK (Leerlaufspannung) zu hoch läuft, lässt sich nur durch die Summe aller Widerstände im Kreis abbauen. Dabei ist der Akkuwiderstand nicht eben hoch, wenn das teil nicht schon taub ist.

Aber erst mal ohne zusätzlichen Widerstand probieren. Das Windrad hilft sich vermutlich, indem es die tsr reduziert.
Wenn dabei aber Strömungsabriss provoziert wird, speziell an den Spitzen, kann es auch pfeifen. Wirbel sind hörbar.

Da die Zuleitung auch einen Widerstand hat, vermute ich, dass es hier ganz gut geht, auch ohne zusätzlichen Widerstand.

Gruß, Andreas
Menelaos
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Re: Windanlage 24V

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Gepostet: 16.09.2011 - 17:48 Uhr  ·  #20
Moin,

Das Rowitool ist übrigens von Oli und mir geschrieben worden, ich habs dann auch in der aktuellsten version sollte es mal jemand nicht finden...^^

Ansonsten muss cih Andreas Recht geben wenn er sagt, dass bei sehr hoher SLZ die Flügel außen sehr schmal werden und fast nur noch Widerstand bringen.

Ich würde mit der SLZ zwischen 3 und 4, wohl nicht aber mehr als 5 bei einem Dreiflügler bleiben, maximal 6 bei einem kleinen Zweiflügler....aber das ist schon fast zu viel...
Es ist und bleibt enben "nur" ein Rohr, da darf man keine Wunder erwarten....in der Praxis habe ich mit SLZ 4 Rotoren als Dreiflügler etwa 30% Wirkungsgrad ermittelt...

Gruß
MAx
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