24 V Generator gesucht

Versuchs doch mal mit sowas hier:
http://www.ebay.de/itm/windrad…1e7f6999ee

die kleinen Servomotoren sind gut geeignet für solche anwendungen

Ich könnte dir evtl. einen Scheibengenerator bauen, oder du dir auch selbst. Habe schonmal einen für mein Windrad gebaut, der sehr gut funktioniert. Hier das Video mit Bildern zum Bau:
http://www.youtube.com/watch?v=PWFmA6ZL7pI

Für einen Scheibengenerator bräuchte ich aber einige Angaben und viel Zeit.


Die Verlustleistung wäre dann: (800W/24V)^2*0,05Ohm*Wurzel(3)=96W.
Wirkungsgrad (nur ohmsche Verluste berücksichtigt): 800W/896W=89%

Bei einem solch hohen Strom (33A) sollte der Innenwiderstand in der Tat nicht mehr als 0,09Ohm nach Gleichrichtung betragen, da ansonsten die Erwärmung sehr hoch werden würde.

Ich denke, du meinst 0,1Ohm, weil von 0,01Ohm war nie die Rede.
0,1Ohm deshalb, da ansonsten bei 800W viel Wärme entsteht und weil so viel Leistung verschenkt werden würde. Bei einem Wasserrad liegt diese Leistung ja im Gegensatz zu Windrädern normalerweise dauerhaft vor und deshalb rentieren sich die zusätzlichen Kosten für einen kleineren Innenwiderstand auch.

Pv(0,5 Ohm)= (800W/24V)^2*0,5Ohm=555W Verlustleistung! Das Wasserrad kann aber nur 800W an den Generator abgeben.
Mit 0,09Ohm Innenwiderstand würde der Generator dann, wenn man nur die ohmschen Verluste miteinberechnet, 30A abgeben bei 24V, also 720W und 81W Verlustleistung.

Hallo Much,
man bekommt die maximale Leistung aus einem Generator bei Leistungsanpassung, wo Innenwiderstand des Generators gleich Eingangswiderstand des Inverters. Wenn ich mich irre bitte korrigieren. Der Inverter hat an seinem Ausgang praktischerweise ein Konstantstromverhalten, wenn Akkus geladen werden sollen. Solch einen Inverter habe ich als Schaltung bei Elektor gefunden, verändert und nachgebaut. Das Design ist sehr flexibel. Der Haken an der Sache ist, das dann der Wirkungsgrad im Idealfall auf 50% begrenzt ist. Die halbe Leistung wird im Generator verheizt. Natürlich kann man den Eingangswiderstand des Inverters beliebig höher machen, bekommt dann aber weniger Leistung heraus. Wo liegt mein Denkfehler?
Gruß, Heinz

Hallo zusammen,
hallo Much.


Wow, das ist super! Bei 24 h wären das maximal 16 KWh am Tag!
Das ist dann ungefähr so viel, wie ein Einfamilienhaus an Strom braucht!


Das wird so nicht funktionieren.
Bedenke, erst wenn der Generator mehr Spannung erzeugt, als die Akkus haben, fließt Strom
und unter Last knickt die Spannung aufgrund der Generator Verluste ja nochmal ein!
Vereinfacht ausgedrückt: Erst die über dem Akku liegende Spannung wird in Strom (in den Akku hinein) gewandelt.
Präziser: (UGen - UAkku) / (RGen + RAkku) = Strom
Dazu später mehr ..

Ich denke so ungefähr 10% Leistungs- Verluste im Generator wird man akzeptieren müssen.
Also 630 out, und 70 Watt bleiben im Generator.
630Watt bei 28 V = 22,5 A (Strom).
Man läge dann grob, erst mal bei (28V) / 22.5 A = 1 Ohm! Spulen Widerstand.
(Akku Widerstand liegt im mOhm Bereich und wurde vernachlässigt).
Also mit 0.5 Ohm wie Max das ja schon sagt,
liegt man schon sehr richtig und grob bei akzeptablen 5 % Verlusten im Generator.
- Und wie man sieht kann Max besser schätzen als ich rechnen, hihi -

@Heinz
Leistungsanpassung gilt hier nicht, würde 50% Verluste erzeugen.
Was hier zählt ist: den Wirkungsgrad zu maximieren indem man Verluste minimiert.
Ist irgendwie, wie immer im Leben und man muss auch wie immer Kompromisse eingehen
Die 'Leistungsanpassung' hier, gerade bei Akku Ladung, ist es:
Einen Arbeitspunkt maximaler Ausgangsleistung einzustellen,
wobei der Strom proportional zum mechanischen Drehmoment ist und
die Spannung proportional zur Drehzahl ist.
Leistung = Drehzahl x Drehmoment = Spannung x Strom
Also eine Leistungswandlung (Mechanisch -> Elektrisch) mit möglichst wenig Verlusten.

@Much
Wie hast du die 700W bei 800 U/min ermittelt?
Wenn die Turbine bei 800 U/min 700W liefert, muss sie da nicht schneller im Leerlauf drehen?
Zur Leerlaufspannung:
Bei, angenommenen 22.5 A Strom und Gesamtwiederstand (Spulen + 100mOhm 2 Akkus) von 600mOhm
Müsste der Generator: 13.5 V Mehr liefern als der Akku hat.
Als Akku Ladespannung würde ich min. 30V nehmen. (hast du flüssige Akkus?)
Grob liegst du dann bei 43,5V im Leerlauf mit ein wenig Reserve bei 45V.
a) Ist die generierte Spannung zu hoch, fließt zu viel Strom und du würgst das Wasserrad ab.
b) Ist die Spannung zu klein, lädst du nicht oder schlechter.

Bei a) reicht normalerweise ein einfacher PWM Regler,
der pulst und reduziert dadurch die effektive Spannung
wenn du viel höher liegst kann man auch einen MPPT verwenden.
Normalerweise ist so eine Wasserturbine recht 'gutmütig' und erhöht,
wenn die Drehzahl sich verringert, das bereitgestellte Drehmoment, was die Leistung fast konstant hält.
Was hast du denn für eine Wasserturbine? Kannst du mal Bilder einstellen, auch vom Bach ... ?

bei b) hilft dann eigentlich da nur noch ein neuer Generator
Transformator, Step Up Regler ... macht zusätzliche Verluste und Probleme bei der Dauerstabilität, ist nicht zu empfehlen,

Wie auch immer, wenn du es schaffst, permanente 630 Watt zu erzeugen ist das eine klasse Sache
und bringt pro Tag dann etwa 15KWh, davon können 'Kleinwindmüller' meistens nur träumen

Gruß Frank

Hallo Much,

Erst mal danke für die Bilder.

Ich habe mir die Leistungskennlinie mal angeschaut.
Dort erkenne ich dass bei etwa 100 rpm die maximale Leistung erreicht wird. Leerlauf wäre dann bei etwa 200 rpm.
Stimmt das soweit? Wie kommen die von dir angegebenen 700 Watt/800 rpm zustande, verwendest du schon ein Getriebe?

Wie man schön an der Kennlinie erkennen kann, hat die Turbine einen recht gutmütigen Punkt maximaler Leistung.
Ich will sagen, wenn man den optimalen Arbeitspunkt nicht exakt trifft macht das nur sehr wenig aus.
Außerdem ist ein MPPT System vergleichsweise schwer für so etwas aufzusetzen,
weil:
a) sich die Leistung nur wenig ändert, wenn die Drehzahl verändert wird.
b) das System eine nicht unerhebliche Massenträgheit hat, dem entsprechend träge ist
und eine MPPT Regelung diesen Umstand berücksichtigen muss (also nur ganz langsam nach Regeln und dann wieder messen und vergleichen).
Es kann schon sein, dass hier ein Solar MPPT Regler ungeeignet ist ...

Ich halte es bei so einem System für besser,
den Arbeitspunkt über Generator/Getriebe fest vorzugeben, so dass man ungefähr bei mindestens 100 rpm landet und einen einfachen PWM Regler zu verwenden:
z.B. den hier: http://www.prevent-germany.com…solar.html
Das bedingt aber dass man in der Lage ist eine vernünftige Generator/Getriebe Kombination zu finden.

Den Zusammenhang zwischen Innenwiederstandes des Generators und dem Wirkungsgrad hast du korrekt wider gegeben.
Beim Windrad kann man den 'Innenwiederstand', bei Akku Ladung, künstlich erhöhen, wenn die Spannung zu früh zu groß wird und der Generator dadurch überbelastest wird.
Das aber eigentlich deswegen, weil man den Arbeitspunkt falsch eingestellt hat und es bleibt natürlich eine 'Krücke' mit weniger optimalem Ergebnis.

Letztendlich musst du entscheiden, wie viel 'Kupfer' (bzw. Geld) dir der Wirkungsgrad des Generators wert ist und dementsprechend handeln.
Bitte bedenke, je näher du an 100% kommt desto teurer wird das Ganze:
z.B. eine Verbesserung von 5 % auf nur 2.5 % Generator Verluste (+2.5%), braucht doppelt soviel Kupfer.
z.B. eine weiter Verbesserung von 2.5 % auf nur 1.25 % Generator Verluste (+1.25%), braucht nochmal doppelt soviel Kupfer ...

Ein 'eisenloser Generator' hat u.A. den Vorteil kein Rastmoment zu haben.
Für ein Windrad ist ein geringes Rastmoment wichtig, weil hierdurch der Generator flotter (ohne Strom zu produzieren) auf Touren kommt.
Das ist jedenfalls beim Wasserrad kein Thema, es ist genügend Drehmoment vorhanden.
Möglicherweise hat ein 'eisenloser Generator' auch weniger Verluste, bin mir da aber nicht ganz sicher, vor allem nicht wegen der Größenordnung.

Zu den Wirkungsgraden:
Geno 90%, Akku 90% Wechselrichter 90% halte ich für realistisch machbar.
macht ca. 28 % Verluste, ja, so ist das Leben nun mal ...
Dann wärst du etwa bei 500 Wp = 12 KWh / Tag. Das bleibt 'ordentlich'.

Wie auch immer, ich finde dein Thema spannend, berichte bitte weiter ..

Gruß Frank

Hallo,

Deine Annahmen bezüglich dem Spannungsverlauf durch eckige Magnete kann ich nicht bestätigen. Auch eckige Magnete bringen einen astreinen Sinus in der Wicklung zustande. Der Rest ist eher normal, denn alle setzen beim Scheibengenerator massive Stahlscheiben als Magnetträger und Rückschluss ein. Verschachtelte Wicklungen sind definitiv schwieriger zu fertigen als flache, dennoch hat man Mittel und Wege gefunden, solche in Heimarbeit herzustellen.

MfG. Andreas