Umbau Scheibengenerator

Spannung erhöhen
 
tito
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Umbau Scheibengenerator

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Gepostet: 09.06.2013 - 19:58 Uhr  ·  #1
Hallo, an alle Rechenschenies!

Ich möchte meinen Scheibengeni (Bausatz 2 aus dem Shop) etwas umbauen,
um die Spannung zu erhöhen.
Grund:
Mein Windrad dreht den ganzen Tag mit etwa 60 u/min.
Meine Inverter fangen aber zwischen 10 und 12 Volt an zu laden,
das wäre bei ca. 100 bis 120 u/min.
Um auch diese Energie zu nutzen würde ich ihn gerne umbauen.

Meine Spulen sind mit 1,6mm Draht mit 84 Wicklungen gefertigt.
Ich habe mir überlegt einen dünneren z.B. 1mm Draht zu nehmen,
um die Spannung zu erhöhen.
Ich bringe, um die gleiche Spulengröße zu erreichen ca. 238 Wicklungen in die Form.
Kann mir jemand sagen, ob das OK wäre, oder das zuviele Wicklungen sind?
(Inverter gehen bis 30 Volt).

Danke!
Menelaos
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Re: Umbau Scheibengenerator

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Gepostet: 10.06.2013 - 01:07 Uhr  ·  #2
Hallo Tito,

Das wäre ganz sicher nicht ok...!

Der Widerstand des Genis würde warscheinlich zu hoch werden und er könnte bei viel Wind den Rotor nicht mehr genug abbremsen...das Verhältnis würde gleich bleiben wenn der Geni dann acuh bis zu dieser neuen Höchstspannung mit ansteigen kann, ansonsten wird das nichts. Mit deinem 3m Rotor bist du schon am oberen Limit des Bausatzes.

Bei sehr kleinen Windgeschwindigkeiten steckt zudem auch nur recht wenig Leistung. Groß mehr Ertrag wird das ganze also nicht bringen. Versuchen kannst du es aber natürlich :-)
Dreifache Windungszahl finde ich dann aber schon sehr übertrieben...

Gruß
Max
tito
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Umbau

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Gepostet: 10.06.2013 - 07:44 Uhr  ·  #3
Hallo Max!

Ja, ich weiß das das zuviele Windungen wären.
Ich spekuliere nur, wie viele Wicklungen, mit welchem Draht auch den schwachen Wind
ausnutzen würden. Ich hab schon mit dem Berechnungstool experimentiert,
trau dem Ganzen aber nicht so unbedingt.....
Da mein WR FAST DEN GANZEN TAG mi ca. 60 u/min läuft, zahlt es sich sicher aus!
Es ist zwar nur eine kleine Leistung, aber die den ganzen Tag.
Sagen wir 10Watt x 10h x360d = 36 KWh (Hoffe natürlich auf mehr, doch auch Kleinvieh macht Mist ;-))
Was kannst du mir raten?
Welchen Drahtdurchmesser, mit welcher Windungszahl???

Danke!

LG tito
Menelaos
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Re: Umbau Scheibengenerator

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Gepostet: 10.06.2013 - 14:46 Uhr  ·  #4
Hallo Tito,

Zuerst musst du mal bedenken, dass der Wirkungsgrad der Anlage bei Schwachwind eben auch deutlich abfällt da dann Reibungsverluste eine größere Rolle spielen und auch weil die Rotorblätter dann einen geringeren Wirkungsgrad haben und oft Verwirbelungen im Schwachwind enthalten sind...den großen Durchbruch wird es also nicht bringen, Leitungsverluste gibts ja auch noch und auch der Wechselrichter hat eine Ruhestromaufnahme und zudem einen geringen Wirkungsgrad im unteren Teillastbereich. Ein anderes Problem kann auch sein, dass der Rotor bei zu vielen Windungen zu früh ausgebremst wird...letztlich hat man dann einen geringeren Wirkungsgrad bei Windgeschwindigkeiten wo dann bei guter Abstimmung deutlich mehr Ertrag herauskäme als man bei Schwachwind kompensieren kann.

Letztlich ists also nur was fürs Auge und das Gefühl schon sehr früh etwas zu erzeugen...gleich wie sinnig oder unsinnig das auch ist...so musst du das betrachten.
Ich würde die WIndungszahl nicht mehr als ver- 1,5-fachen. Das wird sich schon deutlich bemerkbar machen.

Vergiss du mal auch das Tool in dienem Fall. DU hast beriets Erfahrungswerte zu dienem Generator, weißt wie kompakt du wickeln kannst und was du letztes Mal zwischen den Spulen noch an Luft hattest.
Wenn du als mal von gleicher Packdichte ausgehst, kannst du die Leerlaufspannung linear hochrechnen. 1,5 mal mehr Windungen bedeutet, dass dien Draht 1,5 Mal weniger QUERSCHNITTSFLÄCHE ( nicht Durchmesser) haben muss damit alles wieder hinkommt. Wenn es genau die Größe nicht gibt, dann nimm lieber die nächstgrößere Drahtstärke und schau wieviel du davon dann unter bekommst. Dazu kannste ja eine Probespule fertigen...

Und noch eine Idee dazu:

Beim letzten Geni hast du ja im Stern verschaltet. Du kannst natürlich nun auch mal probieren, vielleicht die 2- fache Windungszahl zu verwenden und ebenfalls wieder im Stern zu verschalten, jedoch alle 6 Enden der Phasen nach außen führen. Ist die Spannung dann zu hoch oder der Widerstand zu groß, kannst du immer noch von außen auf Dreieck umstecken und reduzierst damit die Spannung wieder um etwa den Faktor 1,5. Das machts flexibler. Dreieck erfordert allerdings mehr Präzision beim Wickeln und Auslegen der Spulen, da es sonst zu Kriechströmen kommt die sich gegenseitig aufheben und somit einen Spannungsabfall erzeugen ( je unsauberer man arbeitet, desto größer der Unterscheid). Daher tendiere ich immer zur Sternschaltung...
Da gibt es aber auch noch weiter Möglichkeiten...Jerry-Schaltung usw...
Auf jeden Fall macht zum Experimentieren das nach außen Führen alle Phasenenden Sinn.

Gruß
Max
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Drehzahl

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Gepostet: 10.06.2013 - 19:13 Uhr  ·  #5
OK, das hab ich verstanden.
z.B.:
Jetzt 84 Windungen mit 1,6mm Drahtstärke (2,0096mm2 Querschnitt) . = 168,8064mm2
84 Windungen x 1,5 = 126 Windungen
168,8064/126=1,3973mm2
1,3973mm2 Querschnitt entspricht 1,334mm Drahtdurchmesser
Wenn es stimmt dann OK.

Aber was ist jetzt mit der Drehzahl?
Ich nehme einen Draht mit 1,4mm Durchmesser mit 126 Wicklungen (wenns reinpasst).
Aber komme ich dann auch auf meine 10-12 Volt bei 50-60 u/min?

Nur zur Erklärung meines Vorhabens:
Ich weiß das ein Kleinwindrad bei "Sturm" den größten Ertrag liefert.
Nur leider fange ich mit diesem Ertrag nichts an, da ich z.B. nicht zu Hause bin
und gerade keinen Strom verbrauche.
Die eingespeiste kWh ist ja LEIDER nix wert.
Mir bringt der kontinuierliche Ertrag mehr, da dieser sämtliche (hoffentlich)
Kleinverbraucher im Haus abdeckt (Uhr, Radiowecker, Standby Geräte,...) und ich für
diese den Strom gleich gar nicht zahlen muß.

Nur um es nochmal zu sagen:
Danke Max für deine ständige Hilfe!!
Menelaos
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Re: Umbau Scheibengenerator

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Gepostet: 11.06.2013 - 00:20 Uhr  ·  #6
Hallo Tito,

Nun, für Einspeisebeginn bei 50 UPM wirds wohl noch nicht reichen aber immerhin schon mal deutlich früher. Ich denke nicht dass es noch eine Verbesserung bringt, den Einspeisebeginn noch weiter hinab zu setzen und denke dass man da nur verschlimmbessert. Schau mal was beoispielsweise in 2 oder 2,5 m/s Wind an mechanischer Leistung enthalten ist. Dann rechne mal mitnRotorwirkungsgrad deutlich kleiner 20% bei dem bissl Wind und zieh den Standbystrom vom Inverter ab und gib diesem zudem noch einen Wirkungsgrad von vielleicht 50% bei dem wenigen Strom. Dazu dann noch generatorverluste ( und da macht sich dann nun auch das Lager bemerkbar) und die Kabelverluste zum Inveter...
Was da noch über ist...da holst du in 100 Jahfren nicht das wieder herein was du nun an Material für den neuen Stator ausgibst.

Etwas mit früherem Einspeisebeginn zu experimentierne ist ja ok, aber dann sinnig, setz die IWndungszahl auf das 1,5 fache hoch, das bringt schon jeeeeede Menge :-)

Gruß
Max
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Umwickeln

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Gepostet: 11.06.2013 - 16:06 Uhr  ·  #7
OK danke!
Mit dem 1,5 fachen meinst du aber doch den dünneren Draht, oder?!

Wenn du dich erinnern kannst, hab ich ja schon mal die Wicklungszahl
mit 1,6mm Draht von 50 auf 84 erhöht.
Hat zwar einen früheren (nur wenig) Ladebeginn gebracht, dafür ist die max. Leistung
voll abgesackt. Bei Sturm statt über 800W auf max 500W.

Bei meinen 100/120 u/min hat das WR den Inverterverbrauch schon überwunden und springt dann zwischen
5/10/15 Watt hin und her.
(Liegt sicher am Messgerät = Type Billigsdorfer, den beim Messen der Volt mit
einem richtigen Multimeter gibt es kein Hin- und Herspringen.)

Das mit dem "Reinstecken" ist relativ. Habe genug Draht und Harz zur Verfügung,
und andere stecken Ihre Kohle in ganz anderen Sch... hinein.

LG Tito
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