Schwergängiger Generator / Kraft durch Wind ausreichend?

 
Pleiades
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Schwergängiger Generator / Kraft durch Wind ausreichend?

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Gepostet: 23.01.2007 - 20:58 Uhr  ·  #1
Hallo!
Ich hab ein Problem mit einem potentiellen Generator: Ein Motor, der bei 24V 350UpM machen soll. In wie weit das auch als Generator der Fall ist, konnte ich bisher nicht rausfinden.

Mein Hauptproblem: Er erscheint mir extrem schwergängig.
Setze ich direkt an der Welle an, brauche ich im Leerlauf knapp 13 Newton um ihn zu drehen. Mit Verbraucher sogar mehr als 15 Newton.

Ich hab mal nach Zahlen gesucht und bin auf diese Seite gestoßen:
http://www.gardasurf.info/segel.htm

Als ich mit den Werten dort versuchte abzuschätzen, ob der Generator überhaupt für meinen 1,5m-Sechsflügler geeignet ist, sind mir einige Fragen gekommen. Ich hatte gehofft, dass Ihr mir in dem Zusammenhang weiterhelfen könntet!


Erstens: Effektive Fläche des Windrads.
Mir ist bekannt, dass ich in jedem Fall maximal mit 30% der dort angegebenen Kraft/m² rechnen darf. Aber: Entspricht die effektive Repellerfläche wirklich r² * Pi ?
Wenn ja: Wie spielt die Anzahl der Repellerblätter hier mit hinein? Ein 6Flügler hat ja nachweislich ein größeres Drehmoment als z.B. ein 3Flügler, also wirkt mehr Kraft auf die Welle.
Wenn nein: Muss ich die Fläche der einzelnen Flügel berechnen und addieren?
Oder bin ich hier vollkommen auf dem Holzweg?


Zweitens: "Hebelwirkung" des Repellers?
In wie weit darf ich die Angaben N/m² ohne Umwege übernehmen? Die eigentlichen Blätter setzen zB erst 10cm von der Wellenmitte des Generators entfernt an. Besitzt der Repeller dann nicht eine Art "Hebelwirkung" (oder wie immer ich es ausdrücken müsste) und ich müsste die benötigte Kraft davon ausgehend neu berechnen? Hier bin ich mir aber nicht sicher, wie ich das genau anstellen müsste. Leider kann ich dem nicht experimentell auf den Grund gehen, da die Nabe momentan noch nicht auf die Welle passt.

Ausgehend von meiner bisherigen Interpretation der Zahlen sähe es so aus, dass sich mein Repeller erst bei 4 Beaufort anfangen würde zu drehen (!), vom Ladebeginn ganz zu schweigen. Ich habe nicht viel Erfahrung mit Self-made-Windrädern, das scheint mir aber ein extrem mieser Wert zu sein. :shock:
Ist der Generator eurer Meinung nach überhaupt geeignet, oder hab ich nen Rechenfehler gemacht? Würde ich mich sehr über Meinungen freuen!


Gruß
Thorsten
strawberry
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Re: Schwergängiger Generator / Kraft durch Wind ausreichend?

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Gepostet: 23.01.2007 - 23:10 Uhr  ·  #2
Hallo,
Zitat
Mein Hauptproblem: Er erscheint mir extrem schwergängig.

Das deutet auf einen Getriebemotor mit hoher Untersetzung.
Zitat
Entspricht die effektive Repellerfläche wirklich r² * Pi ?

Ja klar. Die Flügel arbeiten den Rotorkreis ab. Wenn nur ein Flügel da ist muss er entsprechend schneller drehen um das gesamte Windangebot im Kreis zu erfassen.
Hast du 6 Flügel kriegt jeder Flügel nur 1/6 des Windangebotes ab. Entsprechend langsam kann die Geschichte ablaufen.

Die Leistung die beide Rotoren bringen ist gleich. Es gilt die Beziehung:
Leistung = Drehmoment x Drehzahl

Du siehst, der Langsamläufer hat das grössere Drehmoment 😉

Die Form der Flügel muss immer besser werden je schneller der Rotor dreht. Besser heisst: Aerodynamischer!

Meine Meinung: Dein Generator hat eine viel zu hohe Übersetzung. Für ein 1,5 Meter Windrad bedeutet das dass es nicht erst anläuft, leider.

Der Rotor sollte möglichst ohne Last hochlaufen, dann erst die Batterie zuschalten. Ohne Last heisst hier: Sehr leichtgängig.

mfG

Strawberry
Pleiades
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Re: Schwergängiger Generator / Kraft durch Wind ausreichend?

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Gepostet: 24.01.2007 - 13:50 Uhr  ·  #3
Hallo strawberry,

danke für die Antwort und die Erklärung mit der Repellerfläche! Das hilft mir schon mal sehr weiter.
Leider handelt es sich jedoch NICHT um einen getriebeübersetzten Motor - das vergaß ich zu erwähnen.
Die Repellerblättern sind zudem vergrößterte Air-X-Kopien. Ich hab keine Vergleichsdaten zu Repellern der "Einfälle statt Abfälle"-Heftchen, aber ich hoffe, man kann sie als einigermaßen aerodynamisch ansehen?

Um den Motor leichtgängiger zu machen, wie du schreibst, habe ich bereits den Motor geöffnet und die Lager der Welle geölt - ohne sehr großen Erfolg.
Nachdem ich gestern allerdings probehalber 2 der 4 Bürsten rausschraubte, sank die aufzuwendende Kraft an der Welle gleich mal auf gute 9 Newton. Spannung kommt nach wie vor raus.
Ja, ich versuche einfach alles, um den Generator doch noch zu retten - wann findet man schon mal so ein Stück, was von den technischen Daten halbwegs geeignet ist... 😢

Erste Frage:
Gäbe es einen handfesten Grund, weshalb ich das Teil tatsächlich mit allen 4 Bürsten betreiben sollte/müsste? Kennst sich da jemand genauer aus und weiß, ob/was das für Folgen haben würde?
Bzw gibt es anderweitige Optionen den hier auftretenden Widerstand zu verringern?

Zweite Frage:
Zudem bin ich nochmal die Zahlen durchgegangen - bitte korrigiere mich jemand, wenn ich mich bei den physikalischen Zusammehängen der Hebelgesetze verrannt haben sollte:

Ohne Bürsten muss ich ca 0,985 Kg an die Welle dranhängen, dass sie sich flüssig bewegt.

0,985kg * 9,81 m/s² = 9,67 N

Wenn ich den Wellenradius von 0,008m als Länge des Hebels annehme, käme ich damit auf folgendes Drehmoment:
9,67 N * 0,008m= 0,077Nm

Die Nabe an sich hat einen Radius von 0,1m. Somit ergibt sich:
x N * 0,1m = 0,077Nm

Damit komme ich auf 0,77N, die in einem Radius von nur 10 cm zum Wellenmittelpunkt auf den Repeller wirken müssten, um ihn zu bewegen?!?! Das wären nur 0,128N pro Repellerblatt?

Der Wert kommt mir so absolut klein vor, auch wenn die Welle an sich mir schwergängig erscheint. Ich kann regelrecht den Denkfeher schon riechen. Oder hab ich nur falsche Maßstäbe und der Wert ist noch immer zu groß für den Repeller??

Kennt sich hier jemand mit Physik ein wenig aus und könnte mir bitte helfen? Wo hab ich mich verrannt?


Ich werd hier noch kirre...Physik is ne tolle Sache, aber nur solang sie für einen arbeitet.


Gruß
Thorsten
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Re: Schwergängiger Generator / Kraft durch Wind ausreichend?

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Gepostet: 24.01.2007 - 17:50 Uhr  ·  #4
Nachdem ich eben den Motor endlich auf seine Qualitäten als Generator testen konnte, musste ich leider feststellen, dass er erst weit jenseits der 500 UpM auf 12V kommt.
Bei dem Wirkungsgrad ist er ohne Getriebe für mich nutzlos und mit Übersetzung wäre der Kraftaufwand noch unverhältnismäßiger.

Meine Fragen haben sich damit erledigt. Danke nochmal an strawberry für die Hilfe!


Gruß
Thorsten
Aschu
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Re: Schwergängiger Generator / Kraft durch Wind ausreichend?

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Gepostet: 24.01.2008 - 19:28 Uhr  ·  #5
Hallo Thorsten,

obwohl du dich schon halbwegs abgemeldet hast, möchte ich dir noch meine erfahrungen schreiben, da ich dasselbe Problem hatte. Erst habe ich mit Peranentmagnetmotoren und einem 3 flügler aus Holz begonnen. Das Problem war, er lief schwer an, und blieb unter Last meist wieder stehen. Dann das selbe mit einer umgewickelten Lima. Also ich bin eigentlich von den "aerodynamischen" geheilt. Jetzt habe ich mir einen 6-flügler aus Alu gebastelt und betreibe diesen über ein fahrradgetriebe 1 zu 3 an derselben LiMa. Und das Teil läuft zwar langsamer, aber mit richtig viel Kraft.

Grüße Aschu
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Re: Schwergängiger Generator / Kraft durch Wind ausreichend?

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Gepostet: 25.01.2008 - 02:16 Uhr  ·  #6
Moin-ähnliche Erfahrungen habe ich VIELE gemacht. Lima und ASYNCHRON MOTOR UND 24 volt Dc Maschine etc. Habe VIEL INVESTIERT UND gefunden - entweder man kann einen GENERATOR wie www.Freak bauen- oder man KAUFT SICH EINEN NEUEN SPEZIELL GEFERTIGTEN.. Zb. braun wind technik oder Maurelma oder Wind-sd oder :. Nach meiner Erfahrung wird das rast moment überschätzt -die Vorteile des besseren MAG. Flusses werden bei Standard dynamo -Blech Stator/Rotor Kombinationen ( ab. 170 mm Aussen läufer dm) unterschätzt..Mfg. Cerco
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Re: Schwergängiger Generator / Kraft durch Wind ausreichend?

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Gepostet: 25.01.2008 - 13:51 Uhr  ·  #7
Hallo Aschu, hallo cerco,

oh nein, abgemeldet bin ich noch lange nicht 😉 Mir fehlen gerade einfach nur die Zeit und die Möglichkeiten, mich intensiv genug mit der Generatorfrage zu beschäftigen und hier aktiv zu posten.

Letztlich muss ich cerco zustimmen - entweder fertig kaufen und einen Haufen Geld investieren, oder selbst Hand anlegen und es im Eigenbau durchziehen. Da ich aber vor der Friemelei einer Umwickelung einer Lima doch zu großen Respekt habe, wirds bei mir längerfristig wohl auf nen Dualscheibengenerator hinauslaufen...wenn ich denn mal Zeit habe. Und so liegen meine 08/15-eBay-Blätter weiterhin herum und fangen Staub. Ein Jammer...
Freut mich aber zu hören, dass sich deine Lima-Konstruktion soweit bewährt! :)
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Re: Schwergängiger Generator / Kraft durch Wind ausreichend?

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Gepostet: 30.01.2008 - 19:05 Uhr  ·  #8
Moin! Jetzt würd mich als ein Anbieter von Generatoren doch mal interessieren!; wieviel kostet denn das Material für den Dualscheiben Generator?nur zu info ;fertig gibt es so etwas ab. 250.- (dann aber mit Garantie)mfg.cerco
XXLRay
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Re: Schwergängiger Generator / Kraft durch Wind ausreichend?

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Gepostet: 30.01.2008 - 19:40 Uhr  ·  #9
Also bei dem, den ich plane, kosten die Magnete ca 75 Euro, Kupfer etwa 35 Euro, Holz nochmal 20, Eisen und Schrauben zusammen nochmal 20 (alles grob geschätzt). Das ganze dann natürlich zzgl. Arbeitsstunden, Kosten für Werkzeuge, etc.
Das wären dann etwa 150 Euro reine Materialkosten. Der Generator soll dann aber auch schon bei geringen Drehzahlen (grob 60-100 Upm) auf die nötige Ladespannung von 14V kommen. Das sind aber nur grob geschätzte Daten, die ich aus meinem ersten Mißerfolg hergeleitet habe.
Harzer
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Re: Schwergängiger Generator / Kraft durch Wind ausreichend?

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Gepostet: 03.02.2008 - 06:36 Uhr  ·  #10
Hallo
@ cerco
Wo bitteschön kann man einen Dualscheibengeneratoren kaufen
für 250€ :P
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Re: Schwergängiger Generator / Kraft durch Wind ausreichend?

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Gepostet: 03.02.2008 - 16:29 Uhr  ·  #11
:) Moin: nach meiner Erfahrung gehts auch prima mit Aussen läufer ! Als Generator in Wsd und co.. Aber das ist nicht nur meine ERFAHRUNG. Mfg.cerco
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