Vergleich Vor-/Nachteile der Generatortypen?

 
zjuergen66
***
Avatar
Geschlecht: keine Angabe
Alter: 53
Beiträge: 44
Dabei seit: 10 / 2023
Betreff:

Vergleich Vor-/Nachteile der Generatortypen?

 · 
Gepostet: 05.12.2023 - 11:40 Uhr  ·  #1
Bei mir ist es nur Liebhaberei; ich baue eine Mikro VAWT mit D=0.30 und H=1.80; da werden nur wenige Watt rauskommen. Gerade deshalb interessiert mich die grundsaetzliche Betrachtung der verschiedenen Generatortypen.

Nach bisheriger Erfahrung aus dem RC-Modellbau wuerde ich einen brushless (3-Phasen) Motor/Generator mit niedriger KV-Zahl (wenige rpm je Volt) mit hochwertigen gebogenen Magneten und kleinen Spaltmassen aus industrieller Fertigung als gut geeignet ansehen (noch einfacher waere 1-phasig). Z.B. sowas http://www.dys.hk/product/BGM2212-70.html

Im Forum wird viel mit selbstgebauten Scheibengeneratoren gearbeitet. Deshalb mein grundsaetzliches Interesse - was sind im Vergleich die Vorteile/Nachteile der verschiedenen Generator-Typen fuer Klein(st)WindAnlagen?
FamZim
*!*!*!*!*
Avatar
Geschlecht:
Alter: 75
Beiträge: 2104
Dabei seit: 08 / 2014
Betreff:

Re: Vergleich Vor-/Nachteile der Generatortypen?

 · 
Gepostet: 05.12.2023 - 12:48 Uhr  ·  #2
Hallo

Es gibt grundsätzlich 2 Arten von Generatoren.
Generatoren in denen Eisen ummagnetisiert werden muß mit Verlusten dafür, ausserdem ein Rastmoment haben welches das Anlaufen erschwert, und
Eisen freie Scheibengeneratoren ohne Ummagnetisierverluste und ohne Rastung.
Der wichtigste Punkt ist die Drehzahl die vom Windrad erreicht wird bei Leistungsabgabe..
Da diese sehr niedrig ist braucht es einen verhältnißmässig grossen Generator.
So ein Gimbal der schon bei 12 V über 1 000 U/min macht ist mit der Originalwicklung eher ungeeignet und müsste umgewickelt werden.
Für ein von Dir geplantes Projekt eignen sich eher Fahrraddynamos wie öfters im Forum diskutiert.
Die sind mit Eisen in den Spulen und Rasten je nach Bauart und Hersteller, sind aber günstig und bringen ausreichende Spannung.

Gruß Aloys.
Carl
*!*!*!*!*
Avatar
Geschlecht:
Alter: 77
Beiträge: 4626
Dabei seit: 11 / 2008
Betreff:

Re: Vergleich Vor-/Nachteile der Generatortypen?

 · 
Gepostet: 05.12.2023 - 13:12 Uhr  ·  #3
Bei Rotorabmessungen von 0.30 x 1,80m Hat man automatisch den Effekt dass kleine Rotordurchmesser höhere RPM bringen als mit grösseren Durchmessern und das dann mangels Hebelarm fehlende Drehmoment kompensierst Du hier mit einer 6 fach größeren Rotorhöhe relativ zum Durchmesser! Sehr gut!

Nun wäre noch von Bedeutung welche Bauart Dein Rotor ist, z.B. Langsamläufer wie Savonius oder Typen mit höherer Schnelllaufzahl. Sehr wichtig sind zudem auch die Standortbedingungen mit den mittleren Windgeschwindigkeiten für die Wahl eines Generators.

Dein brushless 3 Phasenmotor mit wenigen RPM pro V hört sich schon recht gut an. Falls Du einen langsamläufer wie den Savonius nutzen willst dann wäre damit und mit den Abmessungen die Du genannt hast auch möglich mit genügend Drehmoment einen Nabendynamo anzuwenden, der hat 2 Phasen, der preiswerteste ist der Shimano 3 DH20 mit langen Achsstummeln für stabile Befestigung in der Halterung und bei Windgeschwindigkeiten ab 4 m/sec könntest Du sofort Akku damit laden.

Je nach Windgeschwindigkeit und Bautyp kann auch ein coreless Scheibengenerator in Frage kommen, die kleineren im Handel erhältlichen benötigen allerdings hohe Drehzahlen um auf Nenn-leistung zu kommen. Beispiel der ElvWis coreless Scheibengenerator Generator bei 1000 RPM kommt erst die Nennleistung und alle 100 RPM steigt ab 100 die Spannung lediglich um 5 V.

Der Nabendynamo schafft bei 200 RPM bereits Leerlaufspannung 22 V.

Deine Rotorabmessung hat 0,54 m2 Fläche zum Wind. Für den Nabendynamo 3 DH20 von Shimano reichen schon 0,36 m2 Fläche die frontal zum Wind ausgerichtet sind um bei 4,5 m/s einen 12 V Akku laden zu können. Die Nabendynamos sind zwar auf eine Leistung von 6 V 3 Watt künstlich begrenzt, aber nur mit Laden eines Akkus als Last steigt die Spannung mit den Drehzahlen sehr schnell höher als 6 V! Unbelastet sogar auf 22 V bei 200 RPM (ungefähr) Diese Angaben gelten für den Savonius Rotor der bei optimaler Belastung nur mit 0,9 Anteilen zur Windgeschwindigkeit dreht, dabei hohes Drehmoment entwickelt und im Leerlauf schneller, also mit seiner Umlaufgeschwindigkeit bis zu 1,6 fach schneller als der Wind dreht.

Als Savonius würdest Du mit Deinen Rotorabmessungen wahrscheinlich schon früher als bei 4,5 m/sec die Ladespannung erreichen und den Losbrechmoment überwinden können.

Viel Spass!
zjuergen66
***
Avatar
Geschlecht: keine Angabe
Alter: 53
Beiträge: 44
Dabei seit: 10 / 2023
Betreff:

Re: Vergleich Vor-/Nachteile der Generatortypen?

 · 
Gepostet: 05.12.2023 - 13:48 Uhr  ·  #4
Gewählte Zitate für Mehrfachzitierung:   0