Wassserrad bauen Durchmesser Breite

Hallo,
für Wasserräder gibt es leider kein Forum da ich schon lange in diesen Forum mit lese fühle ich mir gut aufgehoben.

Ich habe zwei Teiche dort ist jetzt eine Fischerhütte mit Radio, Licht und 2x 12V Bleiakkus die werden mit PV geladen 110W


abfluß 7 l/s (zulauf ist ein Bach hab aber nicht mehr Wasserrecht als 7 l/s)
Fallhöhe ca 2m
Wie groß soll ich ein Wasserrad aus Holz bauen damit ich die Leistung voll nutzen kann?
und mit welcher Leistung kann ich ca. rechnen?

Ich werde es dan so bauen das es so auschaut Link(Tischler als Vater) nur weiß ich leider nicht welchen Durchmesser, Breite usw.

Generator hab ich schon Technische Daten :

Leistung maximal: 3500Watt, Drehstrom ( 3 Phasen) Permanentmagnet Generator, maximale Ausgangsspannung 146 Volt, 17A ,(pro Phase)

Maximaldrehzahl

2000 rpm, Gewicht 19

Ausgangsspannung nach Gleichrichtung :

rpm : unbelastet : 400W Halogenlampe : 3KW Halogen (230V ) : Ohmsche Last

100 : 22,3V : 6,1V/3,0A : 6,4V / 2,3A : 5,8V/ 4,7A

200 : 32,1V : 14,9V/4,4A : 15,2V / 3,2A : 13,4V/ 7,1A

300 : 41,0V : 22,5V/5,4A : 23,4V / 3,8A : 20,4V/ 8,7A

400 : 50,3V : 29,7V/6,3A : 31,7V / 4,4A : 26,2V/ 10,1A

500 : 59,1V : 37,5V/7,2A : 39,3V / 4,9A : 33,7V/ 11,5A

600 : 68,0V : 44,8V/8,1A : 47,3V / 5,4A : 40,5V/ 12,5A





Danke für die Hilfe
Mfg Thomas

Hallo Thomas,

7 Liter pro Sekunde, bei 2 Metern Fallhöhe ist schon etwas.

7 Liter /s * 1 Kg Wasser / l * 9.81 m/s² * 2 m = 137,34 Watt potenzial.

Wenn du davon etwa 30 % ernten kannst, liegst du bei ca. 45 Watt, permanent.
Auf 24 Stunden gerechnet dann bei 1 KWh pro Tag.

Das wäre realistisch erreichbar, vielleicht auch etwas mehr, z.B. 50 % gesamt Wirkungsgrad.
Reicht dir das? Lohnt sich dann der Aufwand für dich?

Wenn ja, weiter machen ...

Viel Erfolg, Gruß Frank

Das ist wieder ein Beispiel dafür, wo man sagen könnte: wirtschaftlich idiotisch! Und wo ich sagen würde: Mache es um jeden Preis!
Denn die Freude, die es bringt, das Rad zu bauen, die Anlage insgesamt zu konzipieren und sie dann über lange Zeit laufen zu sehen,
ist unendlich viel mehr wert... Denn wenn man Materialkosten und Arbeit rechnet...

Ich wünschte, ich hätte auch einen Bach!

Dieter

Hallo Thomas,

bei 2 Metern Höhe musst du im Durchmesser kleiner bleiben.
Ich würde versuchen recht viel der Höhe auszunutzen,
jedoch, insbesondere beim Ablauf Luft nach unten zu lassen.
(Nicht ablaufendes Wasser macht mehr Ärger als nicht zulaufendes )
Also vermutlich irgend etwas zwischen 1,5 m und 1,8 m Durchmesser.

Aus: http://de.wikipedia.org/wiki/Wasserrad
"Oberschlächtige Wasserräder werden bei Umfangsgeschwindigkeiten von ca. 1,5 m/s betrieben"

Bei 1,8 Durchmesser hättest du 5,65 m Umfang.
Ein Umlauf würde 5,65 m / 1,5 m/s = 3,77 s bzw. 4 Sekunden dauern - ungefähr 15 RPM.
Das Wasserrad muss also in vier Sekunden 7 l /s * 4 = 28 Liter oder 0,028 m³ transportieren können.
- Eigentlich nur das halbe Wasserrad in zwei Sekunden, kommt aber, so wie ich das sehe, rechnerisch, auf das selbe heraus -

Bei sagen wir mal 0.15 m Tiefe der Schaufel und einem dadurch reduzierten Durchmesser von 1,5 m (1,8 m - 2 * 0,15m),
wäre eine Breite von : 0,028 m³ / 0.15 m / 1,5 m / 3,14 = 0,04 m erforderlich.
- das wäre eine projizierte Schaufelfläche von 15 cm * 4 cm = 60 cm -

Wenn dich Rechnung von mir stimmt, würde ich nochmal min. Faktor 2 breiter machen also 120 cm projizierte Schaufelfläche.
Da hat man dann später entsprechend Reserve, falls man mehr Drehmoment bei geringerer Drehzahl braucht.

Kann sein dass es Sinn macht die Schaufeln lieber breit als tief auszulegen -> besserer Wirkungsgrad.
z.B. 20 cm Breit und 6 cm tief das verbraucht dann aber auch entsprechend mehr Material.

An alle, bitte prüfen ob da Denkfehler drin sind.


Bei Akkuladung muss dann über ein Getriebe dein Generator so angetrieben werden,
dass bei ca. 14 V - 15 V, 30 Watt 60 Watt, 90 Watt (ca. 2 A .. 7 A) Leistung abgegeben werden.
Hier würde ich bei 14 oder 15 V Messungen am Generator durchführen:
Leerlauf, 30 Watt, 60 Watt, 90 Watt.

Und berichte bitte weiter, Fotos, ...

Viel Erfolg, Gruß Frank

Du könntest auch überlegen, eine Banki/Ossberger-Turbine zu bauen.

Nö, eigentlich nicht bedeutetnd schwieriger, als ein anderes Wasserrad.

Hallo,

Mir fällt erstmal auf dass dien Generator total überdimensioniert ist und bei dieser Größe schon einen Großteil der möglichen Leistung im Leerlauf schlucken wird. Ich denke da solltest du dich mal nach etwas anderem umsehen. Bei entsprechender Drehzahl kann so ein Generator sehr klein ausfallen und somit günstig sein und kleinere Verluste haben.

Ich habe vor einigen Jahren mal einen Schleppgenerator für eine Segelyacht gebaut. Das in Verbindung mit einem Fernsehbeitrag den ich neulich gesehen habe bringt mich auf eine Idee die enke ich sehr einfach umzusetzen ist und deutlich größere Drehzahlen bringt als "klassische" Wasserrad.

Ich stelle mir da ein Rohr (Stahl oder Plastik) vor, das seitlich abgewinkelt ist, vielleicht im 45 Grad Winkel. In dieses Rohr hinein könnte man eine Welle montieren an deren Ende man einfach eine Schäube von einem kleinen Außenborder befestigt so dass das ganze dann mehr oder wniger so funktioniert wie ein Windrad im Wasser. Dadurch käme bei relativ kleinem Durchmesser und einfacher Bauart eine recht hohe Drehzahl zustande. Vielleicht macht es auch Sinn, in diesem Rohr mehrere Solcher Propeller zu installieren.
Was meint ihr?


http://www.ebay.de/itm/Turbine…500wt_1204

Hier, sowas sollte auch gehen, ist warscheinlich wesentlich effizienter und hat unten gleich noch eine Staudruckplatte mit im Ablauf...

Hallo Thomas,

meine Berechnungen nehmen 100 % Füllfaktor der Schaufeln an.

Als ich deine Skizze gesehen habe, viel mir auf das dass unmöglich ist.
Die Bretter in den Schaufeln werden extrem Schräg angebracht,
damit dass Wasser erst spät das Wasserrad verlässt.
Durch die Schräge hast du vermutlich 50 % Füllfaktor, kommt natürlich im Detail auf die Anordnung an.
Kurz: meine Berechnung hat keine Reserve mehr.
Außerdem nehmen die Bretter selbst noch Platz weg.

Tip:
Male dir mal selbst so ein Rad auf, mit den Brettern und überlege wann das Wasser ausläuft.
Oder drucke dir die Skizze mal aus und drehe das Rad und überlege wann das Wasser ausläuft.
Nur diese Höhendifferenz kann zu verwerten.
Auch kannst du den Füllfaktor bis zur Tiefe X besser abschätzen.

ps. in Sachen Generator würde ich auf das Vertrauen, was Max so sagt.
Interessant finde ich auch so einen Ansatz, wenn es denn ein Wasserrad sein soll:
Das Wasserrad ist gleichzeitig Generator:
http://www.wasserrad-drews.de/dokumente/Exposee2.pdf

Gruß Frank

Hallo Thomas,

Du brauchst sowieso ein Getriebe mit Übersetzung oder reichen etwa 15 RPM für einen Direktantrieb?
Wenn nein, kannst du auch einen besser passenden Generator nehmen und entsprechend übersetzen.
Gehe mal darauf ein was Max so meint ...

Ich rechne jetzt mal mit 50 cm Breite, 6 cm Tiefe, 150 cm Außendurchmesser und einer "Umfangsgeschwindigkeit von ca. 1,5 m/s"
Diesmal etwas genauer - ohne jedoch die Dicke der Bretter abzuziehen.

Radkreisfläche = (1,50 m / 2)² * 3,14 = 1,77 m²
Innendurchmesser = 1,50 m - 2 * Tiefe = 1,38 m.
Innenkreisfläche = (1,38 m / 2)² * 3,14 = 1,50 m²

Schaufelkreisfläche = Radkreisfläche - Innenkreisfläche = 1,77 m² - 1,50 m² = 0,27 m²
Schaufelvolumen = Schaufelkreisfläche * Breite = 0,27 m² * 0,50 = 0,135 m³ oder 135 Liter.

Umfang = Außendurchmesser * 3.14 = 1,50 m * 3,14 = 4,71
Drehfrequenz = Umfangsgeschwindigkeit / Umfang = 1,50 m/s / 4,71 = 0,318 Hz
oder 3,14 Sekunden pro Umdrehung.

Fördermax (bei 100 % Füllfaktor) = 135 Liter * 0,318 Hz = 43 l/s
Füllfaktor (bei 7 l/s) = 7 l/s / Fördermax = 7 / 43 = 0,16 %
Füllfaktor (bei 10 l/s) = 10 / 43 = 0,16 % = 0,23 %

Also liegst du ungefähr bei 20 % Füllfaktor,
Durch die Schräge sind ja, grob, maximal 50 % Füllfaktor möglich.
Also würden die Schaufeln, grob, halb voll gemacht und du hast noch Reserve.
Hört sich gut an.

Wie immer, keine Gewähr für die Rechnung und bitte selbst nachrechnen ...

Gruß Frank

Deshalb fragte ich ja , ob Du nicht von der Entnahmestelle bis zur "Auslasstelle" auf mehr als 2 Meter kommen könntest .......