Wassserrad bauen Durchmesser Breite

 
lbpuma3
***
Avatar
Geschlecht: keine Angabe
Alter: 38
Beiträge: 30
Dabei seit: 06 / 2012
Betreff:

Wassserrad bauen Durchmesser Breite

 · 
Gepostet: 08.06.2012 - 10:28 Uhr  ·  #1
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
wieso
 
Avatar
 
Betreff:

Re: Wassserrad bauen Durchmesser Breite

 · 
Gepostet: 08.06.2012 - 18:11 Uhr  ·  #2
Hi Thomas

ich weiss Du hast schon einen Generator , und einen begabten Vater (Holztechnisch)

aber hier mal ein Link wo man berechnen kann wieviel watt bei welcher Fallhöhe und Wassermenge zu erwarten sind .....

http://www.powerspout.com/low-head/

auch intressant , die Wasserturbine für kleine Fallhöhen .....


Aber bei Dir wird ja warscheinlich das grosse Thema sein wie man Deinen vorhanden Generator richtig auf Drehzahl bekommt ,..... aber der 3500 watt Generator ist ca 15-20 mal zu gross für deine Situation

Jedoch wissen hier andere mehr über Drehzahl und Übersetzung


Wasserkraft ist was Tolles ich habe auch einen Speichersee und eine Wasserturbine

Gruss Lars

edit : hatte den link vergessen
Erdorf
Moderator
Avatar
Geschlecht:
Alter: 54
Beiträge: 3314
Dabei seit: 12 / 2009
Betreff:

Re: Wassserrad bauen Durchmesser Breite

 · 
Gepostet: 08.06.2012 - 19:14 Uhr  ·  #3
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
lbpuma3
***
Avatar
Geschlecht: keine Angabe
Alter: 38
Beiträge: 30
Dabei seit: 06 / 2012
Betreff:

Re: Wassserrad bauen Durchmesser Breite

 · 
Gepostet: 08.06.2012 - 21:58 Uhr  ·  #4
Hallo,
der Aufwand rechnet sich schon wenn ich ca 40 Watt raus bekomme,

Habe in der Hütte alles 12 V Led Spots mit je 1 Watt x 8 und einen Autoradio da wären die Akkus immer Voll.
eine 35 Watt Sauerstoffpumpe für den Sommer um den Sauerstoff zu erhöhen


Ich kann auch den Teich um 10 cm höher stauen und wenn ich Leistung brauch ablassen Teich größe ca. 3000 m2 ist dann so wie ein speicher Kraftwerk.



Lg Thomas
dig-it
*!*!*!*!*
Avatar
Geschlecht: keine Angabe
Alter: 72
Beiträge: 1289
Dabei seit: 12 / 2011
Betreff:

Re: Wassserrad bauen Durchmesser Breite

 · 
Gepostet: 08.06.2012 - 22:09 Uhr  ·  #5
Zitat

Reicht dir das? Lohnt sich dann der Aufwand für dich?


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
lbpuma3
***
Avatar
Geschlecht: keine Angabe
Alter: 38
Beiträge: 30
Dabei seit: 06 / 2012
Betreff:

Re: Wassserrad bauen Durchmesser Breite

 · 
Gepostet: 08.06.2012 - 22:55 Uhr  ·  #6
Zitat geschrieben von dig-it

Zitat

Reicht dir das? Lohnt sich dann der Aufwand für dich?


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



Das Teuerste hab ich ja schon den Generator :-)

Und wenn ich beim Stromanbieter anschieße kommt es Teurer für ein bischen Licht und so auf die dauer gesehn.
Da bezahle ich mehr Grundgebüren als wir Strom verbrauchen, es macht auch nicht so viel spass wenn man das Licht einschaltet.
Solar ist auch nicht so das Richtige, da der Teich in einen Graben ist und mir die Sonnen Stunden Fehlen,

Viele Windanlagen sind sicher auch nicht wirtschaftlich :-) und man hat auch viel freude damit.


Mfg Thomas
Erdorf
Moderator
Avatar
Geschlecht:
Alter: 54
Beiträge: 3314
Dabei seit: 12 / 2009
Betreff:

Re: Wassserrad bauen Durchmesser Breite

 · 
Gepostet: 09.06.2012 - 01:40 Uhr  ·  #7
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 :D )
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
lbpuma3
***
Avatar
Geschlecht: keine Angabe
Alter: 38
Beiträge: 30
Dabei seit: 06 / 2012
Betreff:

Re: Wassserrad bauen Durchmesser Breite

 · 
Gepostet: 09.06.2012 - 12:01 Uhr  ·  #8
Hallo Frank und Danke,

Mit deinen Berechnungen kann das Wasserrad dann auch das 2 fache schluchen oder? denn ob ich jetzt 7l/s oder 10l/s wird keiner merken, es war seit 20 Jahren noch nie wer kontrollieren den ich lass das Wasser 200m von der Entnahmestelle wieder in den Bach zurück.

Durchmesser : 150 cm
Breite: 20 cm was ist wenn wir es 25cm machen wäre das dann besser weil du schreibst besserer Wirkungsgrad?
Tiefe 6 cm

Nur zu welchen Winkel sollen die Schaufeln sein? Und wieviele zu welchen Abstand?
Wie auf den bild?
Eine Skizze wäre toll damit wir uns das Vorstellen können.

Auf welche Drehzahl muss ich meinen Gererator bingen das er die Leistung hat?

Sorry wegen den ganzen blöden Fragen aber das ist alles neu für uns.

Mfg Thomas

Edit: Unnötiges Zitat entfernt - XXLRay
XXLRay
Moderator
Avatar
Geschlecht: keine Angabe
Herkunft: Süd-Niedersachsen
Homepage: xxlray.bplaced.net
Beiträge: 6843
Dabei seit: 11 / 2007
Betreff:

Re: Wassserrad bauen Durchmesser Breite

 · 
Gepostet: 09.06.2012 - 12:20 Uhr  ·  #9
lbpuma3
***
Avatar
Geschlecht: keine Angabe
Alter: 38
Beiträge: 30
Dabei seit: 06 / 2012
Betreff:

Re: Wassserrad bauen Durchmesser Breite

 · 
Gepostet: 09.06.2012 - 13:14 Uhr  ·  #10
Zitat geschrieben von XXLRay

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


Hallo,
Ich glaub so eine Turbine zu bauen ist sicher schwer.

Mfg Thomas
XXLRay
Moderator
Avatar
Geschlecht: keine Angabe
Herkunft: Süd-Niedersachsen
Homepage: xxlray.bplaced.net
Beiträge: 6843
Dabei seit: 11 / 2007
Betreff:

Re: Wassserrad bauen Durchmesser Breite

 · 
Gepostet: 09.06.2012 - 13:24 Uhr  ·  #11
wieso
 
Avatar
 
Betreff:

Re: Wassserrad bauen Durchmesser Breite

 · 
Gepostet: 09.06.2012 - 16:38 Uhr  ·  #12
Zitat
Mit deinen Berechnungen kann das Wasserrad dann auch das 2 fache schluchen oder? denn ob ich jetzt 7l/s oder 10l/s wird keiner merken, es war seit 20 Jahren noch nie wer kontrollieren den ich lass das Wasser 200m von der Entnahmestelle wieder in den Bach zurück.


Sind es dann immer noch "nur" 2 Meter Höhenunterschied? Oder vieviel mehr ?
Menelaos
Administrator
Avatar
Geschlecht:
Herkunft: Elsfleth
Alter: 39
Beiträge: 4929
Dabei seit: 04 / 2007
Betreff:

Re: Wassserrad bauen Durchmesser Breite

 · 
Gepostet: 09.06.2012 - 17:40 Uhr  ·  #13
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...
XXLRay
Moderator
Avatar
Geschlecht: keine Angabe
Herkunft: Süd-Niedersachsen
Homepage: xxlray.bplaced.net
Beiträge: 6843
Dabei seit: 11 / 2007
Betreff:

Re: Wassserrad bauen Durchmesser Breite

 · 
Gepostet: 09.06.2012 - 18:06 Uhr  ·  #14
Erdorf
Moderator
Avatar
Geschlecht:
Alter: 54
Beiträge: 3314
Dabei seit: 12 / 2009
Betreff:

Re: Wassserrad bauen Durchmesser Breite

 · 
Gepostet: 09.06.2012 - 21:27 Uhr  ·  #15
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
lbpuma3
***
Avatar
Geschlecht: keine Angabe
Alter: 38
Beiträge: 30
Dabei seit: 06 / 2012
Betreff:

Re: Wassserrad bauen Durchmesser Breite

 · 
Gepostet: 16.06.2012 - 19:55 Uhr  ·  #16
Hallo,
Ich dachte der Generator passt da er schon bei wenig drehzahl eine hohe spannung bringt?

Wegen der 50% füllung dann müsten wir das Rad ca 40 -50 cm breit machen dann würde es passen oder?

Sorry das ich mich erst so spät melde war jetzt eine Woche auf Urlaub

mfg Thomas
Erdorf
Moderator
Avatar
Geschlecht:
Alter: 54
Beiträge: 3314
Dabei seit: 12 / 2009
Betreff:

Re: Wassserrad bauen Durchmesser Breite

 · 
Gepostet: 16.06.2012 - 21:36 Uhr  ·  #17
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
lbpuma3
***
Avatar
Geschlecht: keine Angabe
Alter: 38
Beiträge: 30
Dabei seit: 06 / 2012
Betreff:

Re: Wassserrad bauen Durchmesser Breite

 · 
Gepostet: 17.06.2012 - 22:11 Uhr  ·  #18
Hallo
Danke für die Berechnung.
Dann habe ich den Generator zu schnell gekauft schade ,-)

Ich hab auch ein Pelton Rad zuhause herum liegen macht das Sinn bei nur 2m Wassersäule wenn ich beim Grund vom Teich das Wasser nehme?
Durchmesser 31cm
Schaufel 16 Stück Durchmesser ca 7,5 cm

Welche Leistung könnte ich damit haben da ich dann keine Übersetzung brauchen würde oder?

Fotos





lg Thomas
wieso
 
Avatar
 
Betreff:

Re: Wassserrad bauen Durchmesser Breite

 · 
Gepostet: 18.06.2012 - 11:50 Uhr  ·  #19
Zitat
Ich hab auch ein Pelton Rad zuhause herum liegen macht das Sinn bei nur 2m Wassersäule wenn ich beim Grund vom Teich das Wasser nehme?
Durchmesser 31cm
Schaufel 16 Stück Durchmesser ca 7,5 cm

Welche Leistung könnte ich damit haben da ich dann keine Übersetzung brauchen würde oder?


Deshalb fragte ich ja , ob Du nicht von der Entnahmestelle bis zur "Auslasstelle" auf mehr als 2 Meter kommen könntest .......
Erdorf
Moderator
Avatar
Geschlecht:
Alter: 54
Beiträge: 3314
Dabei seit: 12 / 2009
Betreff:

Re: Wassserrad bauen Durchmesser Breite

 · 
Gepostet: 18.06.2012 - 12:01 Uhr  ·  #20
Hallo Thomas,

Zitat
... wenn ich beim Grund vom Teich das Wasser nehme?


Nur so nebenbei, du brauchst nicht am Grund vom Teich das Wasser zu nehmen,
wäre sogar schlecht, weil dir dann die Abnahmestelle verstopft.

Du kannst irgendwo, wo du zuverlässig unterhalb des Wasserspiegels bleibst, den Einlass eines Schlauches machen.
Die Wassersäule und damit der Druck bildet sich dann im Schlauch.
Wichtig ist u.a. dann die Höhendifferenz zwischen dem Wasserspiegel des Teiches und Auslass des Schlauches.

Gruß Frank
Gewählte Zitate für Mehrfachzitierung:   0