Fragen über Fragen Windrad/Generator Eigenbau 3m

Hallo Leute, ich bin bei dem Thema Strom eigentlich ziemlich frisch und habe erst in den letzten Wochen intensiver Recherche viel dazu gelernt. Mein Plan: Eigenes Windrad bauen mit 3m Rotordurchmesser und möglichst wenig Kosten.

Da das Windrad in der Ortschaft stehen soll, gibt es da weniger Wind als auf offenem Gelände, wie viel genau, schwer zu sagen.
Daher wollte ich für einen leichteren Anlauf ein Westernwindrad bauen, da das aufgrund der niedrigen SLZ weniger Schaden anrichten kann als ein Schnellläufer. Ich vermute bei d=3 wird es maximal zwischen 10 und 60rpm drehen, wobei ich eine riesige Übersetzung für brauchbare Generatoren bräuchte. Alternativ denke ich an ein 5-flügliges Windrad aus orangen PVC-Rohren, da es ja kostensparend und einfach gehalten sein soll.
Frage 1: Wie stark sinkt die Schnelllaufzahl bei einem 5-Flügler gleicher Flügelbauart im Vergleich zu einem gleich großen 3-Flügler? Verliert man dadurch stark an Wirkungsgrad? 3-Flügler sollen ja die effizientesten sein, macht aber im Ort wenig Sinn, da zu wenig Wind meistens.

Ich habe einen schönen BLDC-Motor aus einer alten DirektDrive Waschmaschine ausgebaut. Kenndaten auf dem Rotor: 1400rpm 310VDC 2,1A 0,6HP. Er besteht aus 12ausliegenden Dauermagneten, 36 innenliegenden kleinen Spulen (je 12 pro Phase) und hat Drehstromausgang, entsprechend könnte ich über Dreiphasengleichrichter und Laderegler in eine Batterie speisen. Ziel 24V-System, weil es mir zu teuer wird, mehr als 2 Batterien zu kaufen fürs erste.

Problem, er ist für 2,1A ausgelegt und erzeugt bereits bei 60rpm 19V, bei 120rpm schon 38V. Der Widerstand beim Testen mit einer 12V 21W Glühbirne an 2 Phasen angeklemmt erzeugt er schon enorm Widerstand. Im Leerlauf mit einem Akkuschrauber gedreht erzeugte er satte 252V und man konnte ihn auf 310 hochtreiben, bis er dann selbstständig abbremst.

Wie verhält sich so ein Generator im Ladevorgang? Erzeugen alle Generatoren, auch die kleinen 150€-Sets, hohe Spannung im Leerlauf? Sobald Strom in die Batterie fließt, sinkt doch die Leerlaufspannung auf die Batteriespannung ab, dafür steigt der Ladestrom. Wenn der Motor bei 200rpm schon ca. 60V macht ich zwei 12V Batterien in Reihe anklemme, würde doch eigentlich bei 200rpm die Spannung bei 25 Volt bleiben, nur der Strom würde extrem ansteigen.

Verstehe ich das richtig? Ich habe noch nicht so das Verständnis für Spannung und Strom bei Last/Leerlauf eines Generators? Wenn mein großer Motor schon nur so wenig Strom abkann, wie können diese Minigeneratoren dann 500-800W leisten? Fließt da pro Umdrehung nur minimal Strom durch die kleinen Wicklungen und der summiert sich dann durch die hohe Drehzahl oder wie läuft das? Die Radnabenmotoren haben doch auch nur 500-750rpm? Wieso können die so hohe Ströme ab?

Ist das richtig so:
Mehr Windungen pro Spule = mehr Spannung aber auch mehr Widerstand (Leistungsverlust/Wärme??)
Mehr Drahtstärke = weniger Widerstand, weniger Spannung, mehr Strom (teurer/größer??)
Größere Magnete = mehr Spannung/Strom??
Mehr Magnete = Mehr Frequenz, bringt mir über Gleichrichter was? Nix, auch mehr Strom?
Was bringt es, die Generatorwicklung in viele kleine Spulen aufzuteilen? Oder doch lieber wenige große/dicke?

Kann mir das mal bitte jemand erklären. Wie soll ich denn einen Generator bei Drehzahlschwankungen auf 24V halten? Macht das echt die Batterie automatisch?

Nen MPPT-Regler für 40€ habe ich da, ist eigentlich für PV, aber da kann man alles einstellen: Unter- und Überspannungsabschaltung, Lastzu- und abschaltung, alles einstellbar in 0,1V Schritten. Kann bis 100A ab. Spannung wird automatisch durch die Batterie erkannt, ob 12 oder 24V.

Mein Ziel ist eine Leistung zwischen 50 und 700W bei 24V, also etwa 2-30A. Woher weis ich, wie ich den Generator dafür dimensionieren muss? Wieso geht das bei den kleinen Generatoren aus den Mini-Windrädern, dass die bei 24V problemlos 30A abgeben. Dann muss das doch auch bei meinem größeren Motor gehen, da sind eben die Magnete viel größer, umso besser doch eigentlich, die machen mir doch mehr Strom oder nicht?

Ich hab keinen Plan, bitte verzweifelt nicht mit mir und ich danke euch für alle Antworten, die kommen. Das mit den 3 oder 5 Flügeln ist mir auch wichtig. Ansonsten dachte ich an 18 Flügel.

Jetzt doch noch was zur Elektrik: Du hattest mich schon per PN wegen dem Motor gefragt und - wie ich inzwischen erkannt habe -
eine total bescheuerte Antwort erhalten.

Entschuldigung, ich habe wirklich wenig Erfahrung mit Motoren und Generatoren außer dass meistens versucht wird mehr Windungen auf die Spulen zu bekommen um mehr Saft abernten zu können.

OK, bei Dir ist es aber so dass Dein LG zu schnell auf zu hohe Spannung kommt. Normalerweise wünscht man sich das doch, taugt dafür das die Ladespannung früh erreicht wird.

Deshalb war mein Vorschlag, noch mehr Windungen auf die Spulen zu bringen wohl total daneben. Es ist zwar nicht verkehrt die Spulen so voll zu packen wie möglich, aber wenn Du weniger Spannung und dafür höheren Strom (A) haben willst ginge das wahrscheinlich - Experten müssten das erst noch bestätigen - mit dickerem Draht und damit weniger Windung.

Also so dickem Draht dass die Spulen so voll werden wie möglich aber trotzdem weniger Windung.

Und entschuldige die Blödheit, ich hatte Dich ja vor mir gewarnt!

Ich würde sowieso erst mal das Windrad bauen, dann den LG dranhängen so wie er ist und dann erst entscheiden ob es sinnvoll ist den umzuwickeln. Im Schwachwind wirst Du durch kein Wickelmanöver mehr Energie abernten können als den Anteil der darin enthalten ist - traurige Wahrheit!

Und noch trauriger - der Wickelsalat mit Spagettispulen hinterher!

Hallo Aloys, schau Dir die zwei Beiträge rückwärts mit den Fotos der Spulen und Magnete - es sind tatsächlich 12 Magnete, dazu 3 Phasenwicklung auf 36 Spulen.

Ich hatte schon (Antwort auf PN von Hinterhof-Bastler) vorgeschlagen evtl. nur mit 2 Phasen zu wickeln, also ringsum je eine Spule mal links und dann abwechselnd rechtsrum weil dann zumindest das Wickeln vielleicht einfacher für den Laien ist.

Wenn die Spannung durch die Spulenwicklung zu hoch ist läßt sich das doch auch anders regeln als mit umwickeln: Hinterhof-Bastler geht in eine Werkstatt für die Wartung von Lastkraftfahrzeugen Bussen oder sonstwie Fahrzeugen mit fetten Akkus die meist ausgetauscht werden wenn der hohe Startstrom für die Anlasser schwächer wird.

Diese Akkus halten noch jahrelang für andere Zwecke mit weniger starken Verbrauchern. Davon 10 Stck für 120 V oder sogar 20 Stck für 240 V in Reihe oder wieviel auch immer um den Akkustrom für die Generatorspannung passend zu machen und kein Umwickeln wird notig.

Muss ich mir merken für meinen direct drive motor! Gut dass Du ein wenig im Netz gesucht hast!

Ja viel Glück und vergess die Sturmsicherung nicht ! (Stichwort heisslaufen)

Na 4 mal soviel wie vorher, Drehzahl genau messen kann ich nicht. Vorher war bei !ca.! 60 rpm 19V, rechnerisch also knapp 76rpm für 24V. Müsste jetzt bei 4x soviel Drehzahl 304rpm sein, also etwa 5/sek.

Ich werde ein 5 Flügel aus PVC bauen, aber Direkt Antrieb, um die Getriebeverluste einzusparen. Hauptsache der Kraftkleber aus dem Tedi hält, ich bete drum.

Hallo

Also kein Westernwindrad mehr sondern ein normales ?
Er wird nicht durchbrennen denn ER bestimmt die höchste Leistung.
Das ist ja kein Akku und verhält sich anders, mehr Strom gleich weniger Spannung, das pendelt sich ein.

An Carl, jeder der sichtbaren Magnete hat 2 Pole nebeneinander an einem Stück.
die 12 "Teile " haben 24 Pole , das ist mit einem Magneten zu messen.
Eine Seite stöst ab, wärend die andere Seite anzieht !
Man könte sie in der Mitte durchsägen und hätte das gleiche!

Gruß Aloys.

Hallo lese doch mal !
An Carl, jeder der sichtbaren Magnete hat 2 Pole nebeneinander an einem Stück.
die 12 "Teile " haben 24 Pole , das ist mit einem Magneten zu messen.
Eine Seite stöst ab, wärend die andere Seite anzieht !
Man könte sie in der Mitte durchsägen und hätte das gleiche!

Gruß Aloys.

Was würde denn passieren - um nochmal auf den LG Motor zurück zu kommen - wenn man sämtliche Spulen linear miteinander so verknüpft das am Ende der Spulenrundreihe nur 2 Phasen rauskommen.

Das wäre für mich die verlockenste Kombination weil so auch Einsparpotential in Form von nur 2 Sperr-Dioden anstelle des B6U Gleichrichters, sowie einer damit getrennt erforderlichen Ladung von 2 Akkus unter so möglicher Einsparung der B6U Spannungsverluste - oder -

der Spannungsverdopplung mit Hilfe der Delon Schaltung an 2 linear zu 24 V verbundenen 12 V Akkus mit dem Anschluss einer der beiden Phasen in der Mitte der beiden Akkus und einer Gleichrichtung der anderen Phase über 2 Sperrdioden mit Anschluss an Plus und Minus der 24 V Seiten beider Akkus zusammen gemacht werden kann.

Was soviel heißt : Man benötigt zum Laden eines 2 x12 V = 24 V Akkus falls dafür noch genügend hohe Spannung fehlt sonst nichts weiter als 2 Sperrdioden als primitivste aber gleichzeitig verlustärmste und kostengünstigste Lösung.

Warum ich auf 2 Phasen stehe - einfach nur deshalb weil man damit und mit bestimmten Kompositionen nur 2 Sperrdioden braucht um gleichzurichten, also mit geringstmöglichen Diodenverlusten.

Das ist aber ein Thema welches Du wahrscheinlich bei Dir gar nicht brauchst - bei mir widerum interessant ist weil ich teilweise mit sehr kleinen Windrädern Versuche und Anwendungsmöglichkeiten austeste, gerade auch dort wo Schwachwindstandorte kaum lohnend sind - jedenfalls aber möglichst verlustfrei arbeiten sollten um das wenige was da noch zu holen ist wenigstens in möglichst großem Umfang nutzen zu können.

Im Themenbereich "Grundlagen" erarbeitet Erdorf gerade eine solche Reihe von Anwendungsmöglichkeiten verschiedener solcher Möglichkeiten: Forum/cf3/topic.php?t=6874

und hier ist ein ellenlanger Thread in dem darauf zu gearbeitet wurde in endlosen Diskussionsbeiträgen: Forum/cf3/topic.php?t=6867

Wie genau man auf 2 Phasen beim LG Motor kommt könnte ich jetzt auch nicht sagen - das mit den Magnetfeldern die dann passen müssen ist ja erstmal ein Grund zum Nachdenken.

Klar, am einfachsten wäre es ja gewesen einfach nur direkt von Spule zu Spule reihum zu verbinden bis am Ende nur zwei Litzen als die 2 Phasen übrigbleiben.

Einen Weg gibt es bestimmt, man muss ihn nur finden.