Schulabschlussprojekt Windrad

Erstmal vielen Dank für die Aufnahme ins Forum!

Ich und ein Kollege haben in der Schule als Thema für das Abschlussprojekt den Bau eines Windrades gestellt bekommen.
Soweit sogut, nur stehen wir jetzt vor folgendem Problem:
Wir benötigen um die gewünschte Drehzahl am Generator zu erreichen eine Übersetzung von 1:23, dies sollte am besten über Kette erfolgen (laut Aussage unseres Fachlehrers). Hat jemand Tipps oder Ideen wie wir das am besten realisieren?
Wenn Eckdaten gewünscht sind kann ich die gerne nachreichen!

Mit freundlichem Gruß
Viktor Otten

Hallo

Versuche mal Fahrradteile zu nehmen mit 2 Stufen (Vorgelege) .
Zwei mal 1:5 währen dann 1:25 oder 1:6 und 1:4 = 1:24 .
Diese Räder sollten in Kettenschaltungen verfügbar sein.

Gruß Aloys.

Erstmal vielen Dank für die schnellen Antworten!

Wie wäre so ein Vorgelege mit Fahrradritzeln zu realisieren? Hat jemand von euch vielleicht schonmal so etwas gebaut und hat Fotos oder Hinweise für den Bau?
Ich finde die Übersetzung auch echt hoch.. Hatte ich auch schon bei den Lehren gesagt, aber da stößt man ja auf nicht so viel Interesse
Wie müsste denn eine Übersetzung per Riemen aussehen?

Gruß
Viktor

Riemen wäre möglich nur müsste das entweder mehrstufig aufwendig geschehen oder eine Riesenscheibe und eine "normal" dimensionierte.
Sonst hat die kleinere Rolle zuwenig Auflagefäche um die Kraft aufnehmen (wenige cm) zu können und rutscht dauernd durch bei stärkeren Wind.
Probiers aus wird vorraussichtlich kaum anlaufen das Windrad das sich das Rastmoment was bei kleineren Generatoren oft unverhältnissmäßig stark ist dann auch ums 23fache verstärkt dazu kommt noch die Energie die der Riemen verschluckt.
Wie erwähnt eine geeigneter Generator wäre angebracht ansonsten wirds viel aufwändiger und noch dazu mit weit schlechteren Ergebniss.
Du hast übrigens noch gar nicht werwähnt welche Größe der Rotor haben soll und welcher Generatordaten bestehen was eingetlich eine wesentliche Sache für einen vernünftigen Ratschlag ist.
Ohne dem ists das hier herummraterei ins blaue.
Gruß Hans

ähm ... ihr habt Drehmoment und niedrige Drehzahl, ins Elektrische übersetzt Strom aber geringe Spannung ... Doof hat, das es n DC-Generator ist, aber auch machbar. Schau mal im Netz nach DC-DC-Wandler, Step up converter ... oder im technisch einfachsten Fall H-Vollbrücke -> Transformator -> Brückengleichrichter.
Denk die Verluste die spannung statt mechanisch eben elektrisch hoch zu pushen werden bei der elektrischen Variante geringer sein.

Hier mal ein Beispiel, wie ein Getriebe mit Vorgelege aussehen kann, damit meine ich allerdings nicht das ölige...
Gesamtübersetzung 1:21

Gruß Jörg

Eine 1,70er Westernmill? Wer hat sie denn ausgelegt?

Hallo

Die Getriebeverluste sind im allgemeinen aber keine 30 % da würden die Ketten ja glühen
Bei guten Getrieben rechnet man 2 bis 5 % , aber je Getriebestufe.
Also möglichst mit einer Getriebestufe auskommen.
Und 30 % Verlust sind 30 % Verlust, da spielt die Leistung, sei es 10 W oder 1 kW doch keine Rolle.
Genau darum wird so etwa ja in Prozenten angegeben.
Bitte nicht alles Milchmädchenrechnungsmässig verdrehen.

Gruß Aloys.

Und das Losbrech-Moment?

Selbst wenn das Verhältniss Reibungsverluste zum Energieertrag durch das Getriebe vernachlässigt wird, bleibt immer noch das Anlaufverhalten des Rotors zu bedenken. Das magnetische Rastmoment gewöhnlicher Wind-Generatoren ist meist schon ohne zusätzliche Getriebeübersetzung der hindernde Grund, warum ein Windrad nicht schon bei 1 m/sec Windgeschwindigkeit anfängt zu drehen. Ist die Übersetzung auch nur 1:2,bewirkt also nur doppelte Drehzahl, dann ist auch die Kraft, die das Windrad aufbringen muß, um dieses Rastmoment zu überwinden doppelt so hoch. Das verhält sich genauso wie bei einem Flaschenzug. Bei 1:3 Verhältnis dann dreimal so viel Kraftaufwand, bei 1:6, wie es bei den grossen kommerziellen Windrädern der Fall sein kann, wäre das sechsmal so hoch. Die "Großen" hängen allerdings wohl kaum ein Übersetzungsgetriebe an einen selbsterregten Geni mit Echtmagneten! Da wird der Magnetismus erst dann mit Strom fremderzeugt, wenn das Rad schon läuft und genug Enrgie liefern kann.

Das fremderregte Genis bei Klein-Windrädern genutzt wurden kam auch schon vor, Limas von Autos z.B., die umgewickelt wurden, damit keine Drehzahlen von 900 UPM und mehr nötig sind sondern die für Horizontalläufer um 1,8 m Rotordurchmesser mit passender Leistung realistischen 300 - 500 UPM! Umgewickelt also und "vorsätzlich" nicht mit Getriebe auf hohe Drehzahlen gebracht! Nachschlagen bei "Windkraft, ja bitte" von Christian Kuhtz.

Man kann nicht alles wissen, ist doch kein Problem

Es gibt genügend Generatorexperten hier im Forum, mit bedeutend mehr Fachwissen zu Generatoren als ich jemals liefern könnte, die man wegen des Losbrech-momentes und dessen Bedeutung für den Anlaufzeitpunkt bei Windrädern um Rat fragen könnte. Sie beschäftigen sich damit meist nicht wegen der hier genannten Getriebeprobleme sondern wegen des magnetischen Rastmoments als Problem schon an Genis ganz ohne Getriebe!

Wenn es das Windrad ist, welches über ein Getriebe dem Generator 6 x so schnelle UPM verpassen soll, dann ist es für den Rotor ähnlich so wie jemand, der beim Flaschenzug nicht am leicht gehenden Zugseil, sondern dort zieht, wo der Flaschenzug an der Last angeschäkelt wird. Geht ganz schön schwer! Und wenn dann noch der Rastmoment ausbremst, dann kann das bedeuten, das Windrad fängt erst bei 4-5 oder 6 m/sec langsam zum laufen und kommt nicht richtig in Fahrt wenn die Windgeschwindigkeit - ist ja normal ohne Sturm - so bleibt.

Das Problem hatte mir vor kurzem ein Forenmitglied per PM beschrieben, er hatte ein fettes Getriebe mit - wenn ich recht erinnere - 1:8 Übersetzungsverhältnis an seinem 1,6 m2 Fläche zum Wind großen Rotor, einen 500 W Geni und selbst bei 50 kmh Wind war sein größter Energieertrag gerade mal lausige 12 W !!! Ein C-Rotor übrigens, der doch schon ganz gutes Drehmoment hat, noch bevor andere Typen - Auftriebsläufer eben - ihre für maximale Leistung erforderliche Vektorgeschwindigkeit erreicht haben.

Eine Lima kann durch die Nutzung von oft noch vorhandenem Platz in den Fugen mit mehr Wicklungen belegt bzw. durch Wicklung mit dünnerem Draht mit maximal möglicher Packungsdichte auf höhere Wicklungszahl gebracht werden. Das bewirkt dann, dass sie bei geringerer Drehzahl als im KFZ - dort sind es etwa 900 UPM - auf die erforderliche Spannung von mehr als 12 V kommt, um beispielsweise einen 12 V Akku zu laden was ja meist das Ziel ist. Allerdings ist der Ertrag in Watt dann geringer als originalgewickelt. Das war damit gemeint, Lima auf kleinere Drehzahl bringen!


Guß, Carl