350W Windrad aus einem E-Bike Motor

 
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350W Windrad aus einem E-Bike Motor

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Gepostet: 17.10.2022 - 10:20 Uhr  ·  #1
Hallo Forum,

ich habe mich jetzt ein bißchen eingelesen und würde mal mein erstes Projekt beginnen.

Ich habe einen (bald zwei) 36V/350W E-Bike Motoren übrig, aus denen ich Windräder machen möchte. Es sind beides MXUS (Hinterrad-) Nabenmotoren.

Als erstes möchte ich ein Windrad zum Test bauen. Dabei möchte ich einen Motor nutzen, der an seiner Achse aufgehangen wird. Da es sich um einen Test handelt, der nicht dauerhaft "Im Wind" steht, würde ich auf eine Sturmsicherung verzichten.

Es soll ein Vierflügler werden, der etwas außerhalb von Erfurt (Thüringen) stehen wird. Der Repeller wird an einen Adapter aus Birkensperrholz geschraubt, der widerum direkt an der 6-Loch Scheibenbremsaufnahme der Nabe befestigt wird.

Der Generator wird 3-Pasen Drehstrom liefern, der über einen Gleichrichter aus diesem Projekt läuft.

Die Blätter habe ich mit dem RoWiTool berechnet. Ich habe es angehangen.

 


Dazu habe ich folgende Fragen:

  • Habe ich bei der Berechnung mit dem RoWiTool Fehler gemacht?
  • Hinter dem Gleichrichter müssten (theoretisch) ~36V DC anliegen: wie kann ich damit eine oder mehrere Autobatterien laden?
  • Wie kann ich die in den Batterien gespeicherte Energie ins Hausnetz einspeisen (vergleichbar Balkonkraftwerk)?


Viele Grüße,
Marc
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Carl
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Re: 350W Windrad aus einem E-Bike Motor

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Gepostet: 17.10.2022 - 12:20 Uhr  ·  #2
Die von Dir verwendeten Motore sind Getriebemotore. Sie haben einen Kleinen Motor in der Trommel verbaut der ein Planetengetriebe antreibt welches dann das Rad dreht.

Das macht man so um Gewicht und Baugröße einzusparen. Leider mit dem Effekt dass sie relativ schwer von Hand (oder von einem Windrotor) anzudrehen sind.

Wenn dann noch der Standort normale Windverhältnisse hat, also eher Schwachwind im Mittel, dann geht da nichts ab.
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Re: 350W Windrad aus einem E-Bike Motor

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Gepostet: 17.10.2022 - 14:38 Uhr  ·  #3
Das war mir bekannt, ich hab den Generator einmal komplett auseinandernehmen müssen, da sich zwischen Stator und Rotor ein Fremdkörper befand und diesen blockierte.

Das Planetengetriebe auszubauen und starr zu verbinden wäre mir ein leichtes.

Aber mal davon abgesehen: im Netz existieren x Videos, die solche Windräder zeigen. Wie kommt das?
Carl
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Re: 350W Windrad aus einem E-Bike Motor

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Gepostet: 17.10.2022 - 15:37 Uhr  ·  #4
STARR VERBINDEN ? Geht das überhaupt? Du meinst vielleicht dass Du den kleinen Antriebsmotor ausbaust und an diesem direkt die Windrotornabe aufnimmst? Jedenfalls liegen Fahrradnabenachse und Motorachse nicht linear hintereinander sondern parallel zueinander. Ich kann mir das irgendwie nicht vorstellen wie das gehen sollte

Weißt Du auch dass dadurch (nur das Motörchen direkt angetrieben) weit höhere Windrotor Drehzahlen aufgebracht werden müssten um vergleichbar viel Leistung in Watt zu erreichen? Solche Motore habe hohe Nenndrehzahlen, deshalb ja das Planetengetriebe um das herabzustufen.

Ok, es mag Nabenmotoren an einigen Windrädern geben, dann sind es i.d.R langsam drehende Vertikalläufer wie z.B. der Savonius die ihrer Schnelllaufzahl entsprechend mehr Drehmoment auf die Achse bringen. Und da wäre ein Nabenmotor wegen früh erreichter Ladespannung für Batterien bei wenig Drehzahlen gut, das einzige Manko ist der schwere Anlauf den man dann (beim Savonius) mit mehr Rotordurchmesser und/oder Höhe kompensieren muss. Das Gleiche gälte dann wohl beim Horizontalläufer nur was den Rotordurchmesser beträfe...

Aber auch hier wohl weniger mit Getriebe - Nabenmotoren sondern direkt betrieben mit einer Vielzahl von Magneten im äusseren Drehkreis in einer dann auch größer ausgelegten Trommel. Selbst diese bremsen wegen der Rastmomente der Magnete recht hübsch ab.
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Re: 350W Windrad aus einem E-Bike Motor

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Gepostet: 17.10.2022 - 15:50 Uhr  ·  #5
Zitat geschrieben von Carl

STARR VERBINDEN ? Geht das überhaupt? Du meinst vielleicht dass Du den kleinen Antriebsmotor ausbaust und an diesem direkt die Windrotornabe aufnimmst? Jedenfalls liegen Fahrradnabenachse und Motorachse nicht linear hintereinander sondern parallel zueinander. Ich kann mir das irgendwie nicht vorstellen wie das gehen sollte


Doch, die Nabenachse geht exakt durch die Motorenachse. Verstarren wäre tatsächlich sogar sehr einfach.

Zitat geschrieben von Carl
Weißt Du auch dass dadurch (nur das Motörchen direkt angetrieben) weit höhere Windrotor Drehzahlen aufgebracht werden müssten um vergleichbar viel Leistung in Watt zu erreichen? Solche Motore habe hohe Nenndrehzahlen, deshalb ja das Planetengetriebe um das herabzustufen.


Und wenn man das Getriebe drin lässt und Rotordurchmesser erhöht? Dann sollte man das Rastmoment doch überwinden?
Carl
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Re: 350W Windrad aus einem E-Bike Motor

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Gepostet: 17.10.2022 - 16:38 Uhr  ·  #6
Ich bin mir da nicht sicher.

Zwar dreht der Rotor mit Erhöhung des Rotordurchmessers langsamer und neben mehr Fläche zum Wind auch durch grösseren Hebelarm bedingt erhöht sich das Drehmoment, aber man muss ja auch auf die Konstruktionsfestigkeit achten dort wo alle Kräfte auf kleinem Raum konzentriert landen.

Verträgt die Aufhängung an der Achse des Nabenmotors die dann höheren Belastungen? Das ist einseitig an einem Achsstummel verbunden sowieso schon etwas schwach.

Das der Rotor bei größerem Durchmesser langsamer dreht hat nichts mit seiner Schnelllaufzahl zu tun, die ist dann an den Flügelspitzen um so höher! :-)

Ich würde Dir eher einen Savonius als Antrieb empfehlen wenn schon mit so einem Nabenmotor. Da passt das auch mit der Aufhängung besser.
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Re: 350W Windrad aus einem E-Bike Motor

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Gepostet: 17.10.2022 - 19:30 Uhr  ·  #7
Der Achsstummel auf der anzubringenden Seite ist ca 7cm, an der stärksten Stelle (direkt neben dem Gewinde der Kassette) ca 14mm stark. Danach verjüngt es sich auf 10mm.

Und davon ausgehend, dass ich mit ebenso hohlgebohrten Achsen 2,5m Drops gefahren bin: jo - die halten.
Carl
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Re: 350W Windrad aus einem E-Bike Motor

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Gepostet: 17.10.2022 - 19:58 Uhr  ·  #8
OK, ich kann leider nicht bei der Auslegung des Rotors mithelfen, Du müßtest das nötige Anlauf Drehmoment des Nabenmotors kennen und dazu passend das Drehmoment welches Dein Windrad bei 3 m/sec Windgeschwindigkeit auf die Achse bringen kann.

Sowas genau berechnen dazu müsstest Du ein Messgerät für das Drehmoment am Nabenmotor einsetzen und vielleicht findest Du dann irgendwo Angaben nach denen Du die Flügel Deines Windrotors passend dazu berechnen kannst.

So einfach nach Gefühl geht es zwar vielleicht auch, aber wenn das nicht auf Anhieb gleich passt - die Flügel danach noch länger oder Kürzer machen ist schon mal so eine Sache...
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Re: 350W Windrad aus einem E-Bike Motor

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Gepostet: 19.10.2022 - 07:08 Uhr  ·  #9
Hallo Carl,

das Rastmoment habe ich mit einem Hebel (1m lang) ermittelt: ab 0,5N beginnt er zu drehen.

 


Ich habe daraufhin nochmal das RoWiTool bemüht und dabei ist ein Repeller mit 1m Radius herausgekommen. Kannst du mal drüberschauen?

VG,
Marc
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Carl
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Re: 350W Windrad aus einem E-Bike Motor

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Gepostet: 19.10.2022 - 08:36 Uhr  ·  #10
Das wäre dann 2 m Rotordurchmesser. Ganz schön heftig für die weiteren Konstruktionsvoraussetzungen mit späterem Betrieb auf einem Mast. Ich kann ja nur vermuten, dass der Durchmesser tatsächlich so groß genug ist, was in der Größenordnung auch bedeutet dass da auf kleinem Raum bei Starkwind erhebliche Kräfte auftreten werden.
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Re: 350W Windrad aus einem E-Bike Motor

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Gepostet: 19.10.2022 - 09:02 Uhr  ·  #11
Dann ist eine Sturmsicherung wohl unumgänglich...
Carl
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Re: 350W Windrad aus einem E-Bike Motor

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Gepostet: 19.10.2022 - 12:42 Uhr  ·  #12
Die Sturmsicherung ist schon bei Rotordurchmessern ab 50 cm anzuraten.Was ich meinte ist der Konstruktionsbereich nahe und rund um das Azimuthlager.

Besonders der Bereich am Achstummel des Nabenmotors. VERSUCH MACHT KLUCH sagt man, ich will da nichts vorwegnehmen.
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Re: 350W Windrad aus einem E-Bike Motor

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Gepostet: 19.10.2022 - 13:53 Uhr  ·  #13
Da mache ich mir eher weniger Sorgen: das alte Hinterachslager meines Insignias wird das Azimuthlager. Das sollte einiges abkönnen...
Carl
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Re: 350W Windrad aus einem E-Bike Motor

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Gepostet: 19.10.2022 - 18:40 Uhr  ·  #14
Vielleicht hast Du ja recht, viel Glück.
Che
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Re: 350W Windrad aus einem E-Bike Motor

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Gepostet: 19.10.2022 - 19:02 Uhr  ·  #15
Zunächst mal: Schon interessant, wie eine Achse zur Welle werden muss, um ein Losbrechmoment zu messen. :-)
Also ich hatte die Flachmachung (bei mir 12mm, hier evtl. nur 10mm) in den Schraubstock eingspannt, vosichtig, damit nichts zerknackst wird. Und dann einen dünnen Faden durch ein Speichenloch, dann darum, wo jetzt das Klebeband ist. Und dann mit ner digitalen Reisegepäck-Handwage die Losbrechkraft ermittelt.
Kilogramm-Äquivalent * 10 = N. Die noch mit dem Radius (dem Hebelarm) in m multipliziert. Ergebnis ist ebenfalls das Losbrechmoment.
Aber viele Wege führn nach....

Wenn da 350W drauf stehen, dann hat das mit der Generatorleistung die möglich ist, nicht unmittelbar zu tun.
Begrenzt wird die zum einen durch den thermisch max. zul. Strom. Meist 30A DC. Oft nur dadurch, weil der Antriebscontroler bzw. der Akku nicht mehr zulässt.
Aber geh mal von 30A DC aus! Das sind / 1,27 = 23,6 A AC wenn reiner Sinus erhalten bleibt.

Schaffst Du mit entsprechender Drehzahl 30V DC (unter 30A Belastung), dann wären 900W! hier möglich, bei guter Kühlung, ohne dass der Generator durch brennt.
Aber meistens bleibt man mit dem Strom drunter, geht aber mit der Spannung durchaus rauf wenn es geht.

Es ist schon jetzt die Frage zu stellen, was soll mit dem Strom geschehen?
1. Soll ne Batterie geladen werden, dann sollten bei ner 12V bei der Drehzahl für 3 m/s schon mind. 13,6V DC erreicht werden.
(Bei direkt nach dem Gleichrichter "dran klebender" Batterie wird die im Folgenden besprochene mögliche Leistung nur ca. 1/3 davon sein, da die Spannung quasi "festgehalten "wird)
Oder
2. Gibts einen Batterielader mit MPPT oder einen Einspeise-Netz-WR mit Übertragungskennlinie. Dann läuft die Mühle idealerweise immer nahe der optimalen TSR und damit nahe am besten Cp. Dann beste Leistungen möglich, ähnlich wie berechnet.

Beim Einspeise-WR sollte die DC-Spannung bei Einspeisebeginn, z.B. bei 3 m/s schon der untersten Spannung entsprechen, die der WR verarbeiten kann: Kennlinienbeginn.

Orientier Dich mal, was andere bei solchen Generatoren gemessen haben, z.B. Ende der 1. Seite in http://www.daswindrad.de/forum…8fec8f201b
oder eben bei mir: Forum/cf3/topic.php?p=53527#real53527

Wirst auch nicht drum rum kommen, bei Deinem zumindest für eine Referenzdrehzahl die Leerlaufspannung zu bestimmen.
Durchaus AC, DC daraus ist lediglich Mathematik (-2x Uf der jeweiligen Diodenstrecken!)

Mit dem Nullpunkt und diesem gemessenen Arbeitsapunkt lässt sich die Leerlaufgerade zeichnen oder als Formel schreiben.

Die Drehzahlen, die Dein ROWI-Rotor bringt, sollten in Etwa zum Einspeise/Ladebeginn passen.
Wenn Du im EXEL bei der v W 11 m/s einsetzt, ändert sich die Geometrie nicht, aber Du kannst ablesen, welche Drehzahlen und Leistungen (bei optimalem Cp) dann herrschen.

Unter Last fällt die Generatorspannung verglichen mit der Leerlaufspannung.
Bei optimaler Belastung- ich sag mal - 10 bis 20%. Bei einfacher Batterieladung wesentlich mehr. Wird ja "festgehalten".

Zum Tool:
Dein Rohr-D wäre bei angerolltem 2mm Al-Blech ideal. (Wäre eh das Beste)
Wenn KG-Rohr genommen wird (Plastik), dann ist die Wandstärke schon fast fürchterlich dick, was die Blattspitzen betrifft.
Dann würde ich empfehlen, mit dünneren Rohr-D zu rechnen. Immer auch ermitteln, ob es das gibt!

Allerdings ist Plastikausführung nichts für die Ewigkeit. Nicht UV-fest und bezüglich Fliehkräften kann es auch bedenklich werden. Forum/cf3/topic.php?p=23530#real23530 Ist auch von mir.

Zur Praxis:
Ja, sowas ist schon praktiziert worden. Mit empfehlenswerter Sturmsicherung durch Doppelfahnen-System.
Dennoch bezeichne ich es als Kühn, sowas aufs Dach zu bringen, denn ausgerechnet der durchbohrte Achsstummel muss eingespannt werden. Beim Schwenken entstehen aber z.B. Kreiselkräfte, die 90° zur Schwenkbewegeung wirken.
Dennoch der Link zur Orientierung:
Forum/cf3/topic.php?p=27388#real27388
Schleifringsatz kannst Du Dir aber sparen, zumindest vorläufig.
Begründung später.

Bitte nicht beschweren, dass es so viel wurde! Aber Windkraft ist nicht einfach.

Gruß, Che
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Re: 350W Windrad aus einem E-Bike Motor

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Gepostet: 20.10.2022 - 06:57 Uhr  ·  #16
Vielen Dank Che! Einiges hab ich verstanden, beim Rest hab ich einen Knoten im Hirn...

Zitat geschrieben von Che


Wenn da 350W drauf stehen, dann hat das mit der Generatorleistung die möglich ist, nicht unmittelbar zu tun.
Begrenzt wird die zum einen durch den thermisch max. zul. Strom. Meist 30A DC. Oft nur dadurch, weil der Antriebscontroler bzw. der Akku nicht mehr zulässt.
Aber geh mal von 30A DC aus! Das sind / 1,27 = 23,6 A AC wenn reiner Sinus erhalten bleibt.

Schaffst Du mit entsprechender Drehzahl 30V DC (unter 30A Belastung), dann wären 900W! hier möglich, bei guter Kühlung, ohne dass der Generator durch brennt.
Aber meistens bleibt man mit dem Strom drunter, geht aber mit der Spannung durchaus rauf wenn es geht.


Okay - wie kühle ich einen sich drehenden Generator?

Zitat geschrieben von Che
Es ist schon jetzt die Frage zu stellen, was soll mit dem Strom geschehen?
1. Soll ne Batterie geladen werden, dann sollten bei ner 12V bei der Drehzahl für 3 m/s schon mind. 13,6V DC erreicht werden.
(Bei direkt nach dem Gleichrichter "dran klebender" Batterie wird die im Folgenden besprochene mögliche Leistung nur ca. 1/3 davon sein, da die Spannung quasi "festgehalten "wird)


Wo wird die Spannung festgehalten?

Zitat geschrieben von Che

2. Gibts einen Batterielader mit MPPT oder einen Einspeise-Netz-WR mit Übertragungskennlinie. Dann läuft die Mühle idealerweise immer nahe der optimalen TSR und damit nahe am besten Cp. Dann beste Leistungen möglich, ähnlich wie berechnet.

Beim Einspeise-WR sollte die DC-Spannung bei Einspeisebeginn, z.B. bei 3 m/s schon der untersten Spannung entsprechen, die der WR verarbeiten kann: Kennlinienbeginn.


Wo bekomme ich zu einem fairen Preis einen MPPT-Lader?

Zitat geschrieben von Che

Wirst auch nicht drum rum kommen, bei Deinem zumindest für eine Referenzdrehzahl die Leerlaufspannung zu bestimmen.
Durchaus AC, DC daraus ist lediglich Mathematik (-2x Uf der jeweiligen Diodenstrecken!)

Mit dem Nullpunkt und diesem gemessenen Arbeitsapunkt lässt sich die Leerlaufgerade zeichnen oder als Formel schreiben.

Die Drehzahlen, die Dein ROWI-Rotor bringt, sollten in Etwa zum Einspeise/Ladebeginn passen.
Wenn Du im EXEL bei der v W 11 m/s einsetzt, ändert sich die Geometrie nicht, aber Du kannst ablesen, welche Drehzahlen und Leistungen (bei optimalem Cp) dann herrschen.

Unter Last fällt die Generatorspannung verglichen mit der Leerlaufspannung.
Bei optimaler Belastung- ich sag mal - 10 bis 20%. Bei einfacher Batterieladung wesentlich mehr. Wird ja "festgehalten".


--> hier verstehe ich ehrlichgesagt nur Bahnhof. Kannst du mir hierzu eine Beispielrechnung geben?

Zitat geschrieben von Che

Zum Tool:
Dein Rohr-D wäre bei angerolltem 2mm Al-Blech ideal. (Wäre eh das Beste)
Wenn KG-Rohr genommen wird (Plastik), dann ist die Wandstärke schon fast fürchterlich dick, was die Blattspitzen betrifft.
Dann würde ich empfehlen, mit dünneren Rohr-D zu rechnen. Immer auch ermitteln, ob es das gibt!


Ich nehme also 2mm Alu-Blech , übertrage darauf die Flügelform aus dem Tool und lasse es anschließend rollen. Aber wer rollt sowas?


Zitat geschrieben von Che

Ja, sowas ist schon praktiziert worden. Mit empfehlenswerter Sturmsicherung durch Doppelfahnen-System.


Furling kenne ich schon. Was ist ein Doppelfahnensystem?

Zitat geschrieben von Che

Dennoch bezeichne ich es als Kühn, sowas aufs Dach zu bringen, denn ausgerechnet der durchbohrte Achsstummel muss eingespannt werden. Beim Schwenken entstehen aber z.B. Kreiselkräfte, die 90° zur Schwenkbewegeung wirken.


Jein - ich will in der darauffolgenden Version das Nabengehäuse befestigen und die Achse drehen lassen. Und dazu brauche ich dann die Schleifringe... ;)

Zitat geschrieben von Che

Bitte nicht beschweren, dass es so viel wurde! Aber Windkraft ist nicht einfach.

Gruß, Che


Das habe ich auch schon gemerkt. :D :D :D
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Re: 350W Windrad aus einem E-Bike Motor

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Gepostet: 20.10.2022 - 13:33 Uhr  ·  #17
Zunächst mal:
Am Ende von meinem Sermon dachte ich, es wäre vielleicht besser gewesen, ich hätte nur auf das verwiesen, was damals ein Langer mit einem 250W Motor geleistet hat Unter Mithilfe meiner Wenigkeit). Wirklich gut geworden! Ein Fehler nur: Blattspitzen wurden von vorne in der Breite reduziert.
Ausgerechnet hier aber wäre "von Hinten" richtig gewesen. (Habe ich auch iskutiert). Sonst aber ziemlich viel ganz richtig.




Zitat geschrieben von cptjacksparrow

Vielen Dank Che! Einiges hab ich verstanden, beim Rest hab ich einen Knoten im Hirn...

Zitat geschrieben von Che


Wenn da 350W drauf stehen, dann hat das mit der Generatorleistung die möglich ist, nicht unmittelbar zu tun.
Begrenzt wird die zum einen durch den thermisch max. zul. Strom. Meist 30A DC. Oft nur dadurch, weil der Antriebscontroler bzw. der Akku nicht mehr zulässt.
Aber geh mal von 30A DC aus! Das sind / 1,27 = 23,6 A AC wenn reiner Sinus erhalten bleibt.

Schaffst Du mit entsprechender Drehzahl 30V DC (unter 30A Belastung), dann wären 900W! hier möglich, bei guter Kühlung, ohne dass der Generator durch brennt.
Aber meistens bleibt man mit dem Strom drunter, geht aber mit der Spannung durchaus rauf wenn es geht.


Okay - wie kühle ich einen sich drehenden Generator? Beim Fahrrad durch den Fahrtwind + Umfangsgeschwindigkeit.
Beim Windrad durch den Wind, der daran vorbei streicht. Deshalb darf der Bereich an der Nabe auch nicht vollständig zugebaut werden, eigentlich.
da das gerade hier ein Problem ist - Strombelastbarkeit nicht ausreizen! Aber bis 60°C am Generator außen kann man schon gehen. Mehr aber möglichst nicht!


Zitat geschrieben von Che
Es ist schon jetzt die Frage zu stellen, was soll mit dem Strom geschehen?
1. Soll ne Batterie geladen werden, dann sollten bei ner 12V bei der Drehzahl für 3 m/s schon mind. 13,6V DC erreicht werden.
(Bei direkt nach dem Gleichrichter "dran klebender" Batterie wird die im Folgenden besprochene mögliche Leistung nur ca. 1/3 davon sein, da die Spannung quasi "festgehalten "wird)


Wo wird die Spannung festgehalten? Bzw. von wem: Vom Akku, denn die ist, gemessen an dem, was der Generator gern täte, fast konstant.

Zitat geschrieben von Che

2. Gibts einen Batterielader mit MPPT oder einen Einspeise-Netz-WR mit Übertragungskennlinie. Dann läuft die Mühle idealerweise immer nahe der optimalen TSR und damit nahe am besten Cp. Dann beste Leistungen möglich, ähnlich wie berechnet.

Beim Einspeise-WR sollte die DC-Spannung bei Einspeisebeginn, z.B. bei 3 m/s schon der untersten Spannung entsprechen, die der WR verarbeiten kann: Kennlinienbeginn.


Wo bekomme ich zu einem fairen Preis einen MPPT-Lader? Du meinst preiswert. Wohl nur gebraucht, aber die werden ihre gute Technik behalten.
Neu den WindMaxx von SchamsSolar. Aber der kostet in 500W Ausführung um 400 EUR. Dazu eigentlich noch ein Display, auf das man notfalls wohl auch verzichten kann, oder nachkaufen.
Auch noch ein DompLoad-Widerstand für 200 EUR. Aber dessen größe wird vom Hersteller falsch berechnet (zu groß, lt. Prospekt jedenfalls), so das man den sich a richtig und b preiswerter selber darstellen kann.

Anderes Produkt Midnite Klassik aus den USA. Wohl gut, universell, aber wohl auch um 750 EUR.


Zitat geschrieben von Che

Wirst auch nicht drum rum kommen, bei Deinem zumindest für eine Referenzdrehzahl die Leerlaufspannung zu bestimmen.
Durchaus AC, DC daraus ist lediglich Mathematik (-2x Uf der jeweiligen Diodenstrecken!)

Mit dem Nullpunkt und diesem gemessenen Arbeitsapunkt lässt sich die Leerlaufgerade zeichnen oder als Formel schreiben.

Die Drehzahlen, die Dein ROWI-Rotor bringt, sollten in Etwa zum Einspeise/Ladebeginn passen.
Wenn Du im EXEL bei der v W 11 m/s einsetzt, ändert sich die Geometrie nicht, aber Du kannst ablesen, welche Drehzahlen und Leistungen (bei optimalem Cp) dann herrschen.

Unter Last fällt die Generatorspannung verglichen mit der Leerlaufspannung.
Bei optimaler Belastung- ich sag mal - 10 bis 20%. Bei einfacher Batterieladung wesentlich mehr. Wird ja "festgehalten".


--> hier verstehe ich ehrlichgesagt nur Bahnhof. Kannst du mir hierzu eine Beispielrechnung geben?

Zitat geschrieben von Che

Zum Tool:
Dein Rohr-D wäre bei angerolltem 2mm Al-Blech ideal. (Wäre eh das Beste)
Wenn KG-Rohr genommen wird (Plastik), dann ist die Wandstärke schon fast fürchterlich dick, was die Blattspitzen betrifft.
Dann würde ich empfehlen, mit dünneren Rohr-D zu rechnen. Immer auch ermitteln, ob es das gibt!


Ich nehme also 2mm Alu-Blech , übertrage darauf die Flügelform aus dem Tool und lasse es anschließend rollen. Aber wer rollt sowas?
Ausgeschnittene Blätter lassen sich nicht mehr rollen. Also anders herum. Blechstück erst rollen, dann Blattschablone aus Papier bzw. dünner Pappe (von Außen!) z.B. mit Pritt-Stift draufpappen. (Nicht vollflächig verkleben, nur heften!) Mit Filzstift Kontur zeichnen. Dann Stichsäge, mit feingezahntem Metallblatt.

Sieht so ähnlich aus, wie im Anhang. Aber Achtung! jeweils etwa die ersten und letzten 10 cm bleiben gerade. Die lassen sich nicht rollen,

Wer rollt sowas?
Manche Betriebe, bessere Blechbuden, haben Rollmaschinen, die 2mm Al-Leg. Blech bis 2 mm und max. 1m L auf z.B. 300mm D rollen können.
Hatte mir damals (für einen Propeller mit 2. Blatt gleich integriert, 800mm D) Ne zugeschnittene Blechtafel AlMg Si1 , warm ausgelagert, heute EN AW-6082 T6 bei Gemmel-Metalle schicken lassen. Nicht ganz billig, aber man bekommt es.

In Ausführung T6 so fest, dass Rollen in mehreren Schritten auf wohl 300mm gerade noch ging, ohne dass das Blech einreißt.
T4 (kalt ausgehärtet, ist weicher, mit mehr % Bruchdehnung) würde hier genügen. Haben die aber wohl nicht.


Zitat geschrieben von Che

Ja, sowas ist schon praktiziert worden. Mit empfehlenswerter Sturmsicherung durch Doppelfahnen-System.


Furling kenne ich schon. Was ist ein Doppelfahnensystem? So ähnlich, bzw. war vor Furling. Der Rotordruck wird ersetzt durch den Druck der Seitenfahne. Rotorachsedann dabei durch Azimuthachse, also ohne Offset.
Damit unabhängig von Rotordrehzahl. Funktionirt wohl sogar ohne Rotor.
Prof. Crome hat das z.B. bei seinen KUKATE angewendet. Dort Rückstellung der eigentlichen Windfahne, abklappbar, durch Triebgewicht. Der "Lange" hat das aber mit Federn gelöst. Federn gibts für weng Geld bei Febrotec. Möglichst aus NIRO!


Zitat geschrieben von Che

Dennoch bezeichne ich es als Kühn, sowas aufs Dach zu bringen, denn ausgerechnet der durchbohrte Achsstummel muss eingespannt werden. Beim Schwenken entstehen aber z.B. Kreiselkräfte, die 90° zur Schwenkbewegeung wirken.


Jein - ich will in der darauffolgenden Version das Nabengehäuse befestigen und die Achse drehen lassen. Und dazu brauche ich dann die Schleifringe... ;)
Das lass mal lieber bleiben! Höchstens dass Du das lager am eingespannten Achsstummel vergrößerst, um den verdicken zu können: Stabilität! Hat der Lange auch schon gemacht

"Und dazu brauche ich dann die Schleifringe...)
Falsch verstanden. Sind die Schleifringe am Azimuthlager gemeint, auf die Du verzichten kannst, zumindest vorläufig.

Ruhig mal beim "Langen" schnökern!

Zitat geschrieben von Che

Bitte nicht beschweren, dass es so viel wurde! Aber Windkraft ist nicht einfach.

Gruß, Che


Das habe ich auch schon gemerkt. :D :D :D
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Re: 350W Windrad aus einem E-Bike Motor

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Gepostet: 21.10.2022 - 08:09 Uhr  ·  #18
Als Nachtrag
mal noch der spezielle Verweis auf die damals erfolgte EXCEL-Berechnung, irgendwo im Text.

Habe damit mal noch bischen gespielt. Insbes. den Rohr-D erhöht, wenn tatsächlich Blech gerollt wird.
Gleoich mal 11 m/s eingetragen, bezüglich Nennleistung. (Bei 3,5 m/s genug Anlaufmoment)
s. Anhang.
Aber Achtung! Da muss man in <Auslegung> in das pinke Feld K5 den Solidity-Wert aus <Flächendichte> eintragen,
bevor man seine Auslegung dem Optimum nähert.

Ist nur anhand Generator zu fragen bzw. zu überprüfen, ob die Drehzahlen bei 3,5 m/s bereits Lade- bzw. Einspeisebeginn ermöglichen.
Bei 11 m/s wäre Spannung dann ca. * 3,14 (bei weiterhin optimaler TSR, auch Cp!). Damit wird man meistens gut leben können.
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Re: 350W Windrad aus einem E-Bike Motor

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Gepostet: 24.10.2022 - 08:43 Uhr  ·  #19
Hallo zusammen,
der erste Generator ist restauriert. Ich muss mir von Che nochmal genau erklären lassen, wie ich seine Kennlinie bestimme, dann geht es an den Repeller.

 
o_lampe
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Re: 350W Windrad aus einem E-Bike Motor

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Gepostet: 24.10.2022 - 08:50 Uhr  ·  #20
Hast du die Hall-Sensoren entfernt, oder waren da keine Sensorkabel?
Eigentlich sind sie für Generatorbetrieb nicht erforderlich, aber man könnte damit eine Steuerung der Leistungsentnahme realisieren. Damit man den Rotor nicht gleich abwürgt bei leeren Akkus.
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