Hallo Mark!
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Das Tool von 24volt geht ja vermutlich schon bei der Standardeingabe "Default" von 12 Magneten vorn + 12 Magneten hinten aus = 24 oder irre ich mich?
Ja, du irrst
Das Tool geht vo gar nichts aus. Es nimmt als Grundlage für die Berechnungen die magnetische Flussdichte im Luftspalt die man ganz unten links eintragen muss. Diese ist nun aber natürlich abhängig von verschiedenen Faktoren. Wird der luftspalt größer, so sinkt die Flussdichte und natürlich ist sie bei gleichem Luzftspalt bedeutend höher wenn auf beiden Rotorscheiben sich Magnete gegenüberstehen.
Das Problem ist nun die richtige Flussdichter herauszubekommen und das habe ich mit einem Simulationsprogramm gemacht, kannst du auf der ersten Seite hier im Threat nachlesen. SOmit wusste ich dann was ich dort für Angaben machen muss. Das kann sich von Generator zu Generator aber wieder unterscheiden, je nachdem was du für ein Magnetformat verwendetst, wie hoch der Magnetisierungsgrad der Magnete ist und wie groß du den Luftspalt wählst. Letzteres bestimmt dann wieviele Windungen einer bestimmten Drahtstärke du verwenden kannst, wobei diese wiederum über den Innenwiderstand des Generators und damit den Wirkungsgrad bei verschiedenen Leistungen bestimmt. Wird der Platz zu eng, kann es sinnvoll sein mehr Magnetpole zu verwenden oder auch beide Rotorscheiben mit Magneten zu bestücken. Damit muss man eben etwas herumspielen denn letztlich ist es auch ein kostenfrage. Wenn ich einen Binenstandort habe und normalerweise nur WInde bis 5 m/s erwarte, kann ich den innenwiderstand höher gestalten und damit Kupfer und Magnete sparen. Erwarte ich hingegen oft hohe Leistungen muss der Innenwiderstand deutlich kleier sein da sonst der generator durch Überhitzung schaden nehmen kann und auch der Wirkungsgrad deutlich schlechter wird.
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Wie würden Sich die Werte ändern wenn du auf den zweiten Rotor auch noch Magneten anbringen würdest?
(wäre eine doppelte Leistung zu erwarten? Volt Ampere würden sich verdoppeln?)
So einfach ist das nicht. Es würde sich auf jeden Fall die Flussdichte vergößern. Dadurch würde in den Spulen eine höhere Spannung induziert werden und siherlich würde bei gleicher Drehzahl dadurch auch die Leistung steigen ABER der Repeller könnte diese nicht erbringen und würde abgewürgt. Sinn würde das ganze wiederum machen, wenn ich dann bei Verwendung von 2 Magnetscheiben auch den Luftspalt entsprechend vergrößere und dafür meine Spulen mit dickerem Draht wickle um den Innenwiderstand zu senken und damit der Wirkungsgrad zu steigern.
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Für Welche Leistung bei wieviel m/s ist dein Gernerator überhaupt ausgelegt? Bringt er die Werte auch?
Ich hatte den generator damals auf 2.5 m/s Ladebeginn ausgelegt, was auch so funktioniert hat. Der Wirkungsgrad fällt bei hohen Leistungen stark ab, vor allem bei 12 V Systemen, da durch die von der Batterie vorgegebene SPannung zur Erhöhung der Leistung nur der STrom ansteigen kann. Hier haut dann der innenwiderstand rein. Man kann sich schon etwa ausrechnen welche Verluste man bei welchen leistungen zu erwarten hat. Nehmen wir mal als Beispiel 300 Watt Abgabeleistung in die batterie. Dann werden im Generator zeitgleich rund 130 Watt verbrutzelt, der Repeller muss also eine Leistung von knapp 430 Watt aufbringen können. Das ist theoretisch bei 8,7 m/s der Fall, was bedeutet dass der generator hier nur noch einen Wirkungsgrad von knapp 68 % hat, mal einen Rotorwirkungsgrad von 35 % vorausgesetzt. Das sind keine exakten Werte aber als ANhalt ganz gut.
Nun schauen wir mal was passiert wenn der Generator 600 Watt abgeben soll.
600 Watt/12V=50A
50A hoch 2 =2500
2500*0,2 Ohm= 500 Watt.
Wenn der Generator also 600 Watt in die Batterie drückt, so verbrutzeln gleichzeitig rund 500 Watt im Stator. Das ist schon ziemlich grenzwertig und ich würde meine ANlage so einstellen dass sie schon vorher aus dem WInd dreht.
Insgesamt muss der Rotor nun 1100 Watt abgeben können. Das tut er bei etwa 12 m/s. Der generator hat nun noch einen Wirkungsgrad von nur noch rund 50%. Hinzu kommen noch Leitungsverluste, Verluste die dadurch entstehen dass Batterie und Generator unterschiedliche Innenwiderstände haben, Reibungsverluste der Lager und schwankende WIndbedingungen am Standort.
Nun nehmen wir mal an dass ich durch die verwendung von 2 Magnetscheiben und größerem Luftspalt den Innenwiderstand des Generators auf 0,1 Ohm drücken kann (was durchausrealistisch ist). so habe ich eine Verlustleistung im Stator von nur noch 250 Watt. Das macht bei größeren Windgeschwindigkeiten also einiges aus. Bei kleinen Leistungen jedoch (und meist hat man ja diese) macht es kaum einen Unterschied wie folgendes Beispiel zeigt:
0,2 Ohm und 50 Watt Abgabeleistung:
50/12=4,16
4,16hoch2*0,2= 3,5 Watt Verlust im Stator
0,1 Ohm und 50 Watt Abgabeleistung:
50/12=4,16
4,16hoch2*0,1= 1,7 Watt verlust.
Und das sind nunmal die Windgeschwindigkeiten von um die 4,5 m/s die man im Mittel am häufigsten erwartet und nun muss jeder selbst wissen ob diese rund 1,5 Watt Mehrleistung einen erhöhten Materialaufwand von über 100 Euro (80 euro für Magnete und nochmal etwa 30 bis 40 für den Draht) rechtfertigen.
etwas anders sieht es aus, wenn man 24 oder 48 V Systeme baut. Damit lassen sich dann auch höhere Leistungen verlustarmer gestalten...und
ganz anders sieht es bei Netzeinspeisung aus, da hier die Eingangsspannung variabel ist und somit ansteigen kann, was den Strom verringert und damit die Verluste wesentlich verkleinert. Ab einer bestimmten Baugröße ist Batterieladung also einfach Quatsch...
Um aber deine Frage nach meinen Erwatungen zu beantworten
:
Ich erwarte eine Nennleistung von um die 400 bis maximal Watt die aber wohl nur äußerste selten zu erreichen sein wird. Danach dreht der Rotor aus dem Wind um den Stator zu schützen...aber diese menge muss bei unserem Standort am WIndrad auch erstmal ankommen...Knapp 300 Watt haben wir schon gehabt und selbst das ist schon ganz ordentlich wie ich meine.
ich hoffe ich konnte deine Fragen ausreichend beantworten.
Gruß
Max