Guten Morgen!

Ich bin noch sehr neu hier und hab nun einiges insbesondere über Limas und Scheibengeneratoren gelesen.
Mein Großvater und ich haben ein Savonius-Projekt gestartet, der Savonius ist inzwischen auch komplett fertig, jedoch fehlt noch der passende Generator. Die ungefähren Daten: 3 stöckikger Savonius, Durchmesser 1m, Höhe eines Stockes 80 cm, angebracht in 2,40m Höhe auf einem einbetonierten I-Träger im Garten, Rotor wurde aus 0,8mm starken Aluminium gefertigt.

Wir sind mit den Laufeigenschaften des Savonius an und für sich sehr zufrieden, er läuft ohne Last sehr leicht an, läuft ruhig und scheint keine Unwucht zu haben.



(entschuldigt bitte das Riesenbild)

Nun haben wir zuerst einen 800W-Motor ausgetestet, der aber immer nur zwischen 2 und 7V in die 12V-Akkus einspeiste, was auf Dauer ohne Regelung sehr negativ für die Akkus wird. Darum testen wir nun gerade eine Lima von einem alten Traktor. Wir wohnen zwar in einem Gebiet (nordöstliches Niederösterreich, 3 Ländereck zu Tschechien und Slowakei) in dem meistens etwas Wind geht, aber selten richtige Stürme. Das Problem ist, dass wir somit mit dem Savonius keine wirklich hohen Drehzahlen zustande bringen. Wenn der Wind wirklich stark weht, werden es zwischen 40 und 60 Umdrehungen der Savoniusachse pro Minute. Das haben wir zurzeit mit einer Übersetzung von ca. 1:6 auf die Lima umgesetzt. Aber ich denke, dass für diese eben unsere maximal erreichbaren Drehzahlen von rund 350 Umdrehungen pro Minute zu wenig sind, denn die Ladekontrolllampe erlischt nie (nur bei Tests mit einem Motor als Antrieb erlischt sie).

Nun überlegen wir ein kleines Getriebe selbst zu bauen oder vielleicht mit viel Mut uns an den Bau eines Scheibengenerators heranzuwagen (mit diesem haben wir jedoch überhaupt keine Erfahrung, darum scheue ich mich ein bisschen vor diesem Projekt). Es sollten dabei nicht allzu hohe Kosten anfallen, Hauptziel ist es, einen Teil der Beleuchtung im Haus bzw. der Werkstatt damit zu betreiben. Könnt ihr mir Tipps aus eurer Erfahrung geben, was in diesem Fall sinnvoll ist? Also eher langsame Umdrehungen und mittlerer Wind (habe leider (noch) kein Anemometer). Ich bin für alle Tipps, auch für komplett neue Vorschläge dankbar.

Liebe windige Grüße,

Lukas

Wenn es finanzierbar bleiben soll, wirst du um eine Übersetzung wohl kaum herum kommen. Hast du dir schonmal einen Scooter-Motor angesehen? Die gibt es relativ günstig zu kaufen und wir haben hier im Forum auch schon einige vermessen..

Danke für die Antwort!

Bezüglich Finanzierbarkeit: Wäre denn der Eigenbau eines passenden Scheibengenerators so kostenintensiv? Weit über die 200€-Grenze hinaus für diese eher leistungsschwache Anwendung?

Ich habe zu allererst eine Art Scootermotor verwendet: 800W, 36V, 29A, 3600 Umdrehungen/Minute... dabei bräuchte ich aber doch eine Regelung für die Einspeisung oder? Laut Aussagen der Elektroniker in unserer Firma, ist es schlecht, einen 12V-Blei-Akku mit wechselnder Spannung unter 10V zu laden. Oder bin ich mit dieser Aussage falsch informiert worden?


Grüße,
Lukas

Brauchst du jetzt einen Regler zur Einspeisung oder zur Batterieladung? Das sind zwei verschiedene Dinge. Für die Einspeisung gibt es Einspeisewechselrichter mit unterschiedlichem Eingangsspannungsbereich. Für die Lebenserwarung eines Akkus ist es sicherlich wünschenswert, möglichst gleichmäßig zu laden. Das erreichst du bei einem Windrad aber in der Regel ohnehin nicht.

also meine geplante Vorgehensweise ist:
mit dem Generator/der Lichtmaschine mit möglichst gleichmäßiger, genügend hoher Spannung einen 12V-Akku zu laden und von diesem dann auf den Wechselrichter für die 230V zu gehen.

Da sehe ich eben bei der Lichtmaschine massive Vorteile, da diese bereits die Ladespannung auf einen konstanten Wert bringt und den Ladestrom mit der Drehzahl variiert.
Ich habe aber ansonsten diesbezüglich kaum Erfahrung, also ich bin für jegliche Art der Regelung offen.


Grüße,
Lukas

Wenn du einspeisen willst, dann direkt über Einspeisewechselrichter. Da brauchst du keinen zusätzlichen Regler. Für den Inselbetrieb reicht zunächst mal ein einfacher Überspannugnsschutz, aus.

Ja, ich will vorerst nur einen Inselbetrieb aufbauen, wird vermutlich auch später so bleiben. Aber: wir haben damals mit dem 800W-Generator begonnen, den direkt an den Akku angehängt und dazwischen eben eine Schottky-Diode als Sperrventil. Daraufhin haben meine Bekannten gesagt, dass die erreichten ca. 2-7V in den 12V-Akku zu laden schlecht für den Akku ist. Es wird nicht richtig geladen und der Akku wird auf Dauer kaputt. Ich denke, dass der Überspannungsschutz in meinem Fall eher nachrangig ist, wichtiger wäre dafür eine Regelung für eine brauchbare, konstante Ladespannung.

Aber aktuell verwenden wir ohnehin die Traktorlichtmaschine, die aber bis dato nicht wirklich zufriedenstellend läuft.

Hallo, schönes Projekt. Du brauchst keine konstante Spannung und keinen konstanten Ladestrom zum Laden des Akkus. Beides stellt sich selbst, je nach Ladezustand und Windgeschwindigkeit, ein. Allerdings darf die Ladeschlußspannung des Akkus nicht überschritten werden. Dazu sind shunt-Regler geeignet. Überschüssige Energie wird verheizt. Entsprechende Informationen findest du in der Rubrik Elektronik, Laderegler, etc.
Schau mal nach, ob dir der PMG mit Übersetzung aus der Rubrik Verkäufe was bringt. Eventuell den PMG für kleinere Windgeschwindigkeit, und die Lima für starken Wind. Ein Generator für alles ist kaum zu finden.

Bei 2-7V wird "automatisch" einfach gar nicht geladen. Konstante Ladeverhältnisse has du bei nem Windrad nie, da der Wind in den seltensten Fällen extrem regelmäßig weht. Das ist einfach die NAtur der Windenergie.

Da wir hier regelmäßig in einem älteren (vor einigen Wochen von mir eröffnet) und einem neueren "Thema" kommunizieren und sich beide inzwischen um dasselbe drehen, stelle ich einfach hier noch einmal meine ursprünglichen Fragen (es tut mir leid, dass ich hier so nervig bin, aber ich bin teilweise wirklich auf eure Unterstützung und die helfenden Kommentare angewiesen):

Bei welchen Drehzahlen erlischt standardmäßig ungefähr die Ladekontrolllampe einer Lichtmaschine -ca. 500 -700?? Bei ca. 350 Umdrehungen (letztens mit dem Windrad über eine entsprechende Übersetzung) hat sich da noch nichts getan.

Mit welcher Spannung sollte der 12V-Blei-Akku am besten geladen werden? Bei den Versuchen mit externem Antrieb habe ich noch keine Ladespannung über 13V erreichen können - all den Kommentaren zufolge dürfte es mit diesen Spannungsbereichen somit eher nur zu einer sehr uneffizienten Ladung kommen... Kann es sein, dass die Lichtmaschine nicht mehr richtig funktioniert?

Lohnt es sich bei unserem Savonius mit der Lichtmaschine weiterzumachen oder wäre es hier deutlich effizienter einen Scheibengenerator zu bauen? In welchem finanziellen Rahmen könnte sich das bei unserer Anlage ungefähr abspielen?


Entschuldigt die vielen Fragen - bin jetzt schon gespannt auf die Antworten.

Grüße aus Österreich, Lukas

Das hängt ganz vom verwendeten Modell ab. Im Zweifel den Hersteller fragen oder das Datenblatt lesen.


Der Akku wird nur geladen, wenn die Ladespannung über der Akkuspannung liegt. Damit ein 12V Bleiakku lange lebt sollte er zumindest von Zeit zu Zeit bis auf ca 14,5V geladen werden.

Klar kann es sein, dass die Lichtmaschine defekt ist. Allerdings kann es auch sein, dass deine Drehzahl zu niedrig war. Hast du die Spannung beim Laden gemessen (dann ist es normal, dass die bis kurz oberhalb der Akkuspannung einbricht) oder im Leerlauf?


Das hängt davon ab, was du als Ergebnis erwartest.


Klar wäre der effizienter als eine Lichtmaschine, dürfte bei dir aber mehrere hundert Euro kosten (insbesondere bei den aktuellen Neodym-Magnetpreisen).

Schaffen das herkömmliche Lichtmaschinen denn überhaupt oder müssen die Lichtmaschinen für den Zyklenbetrieb bei Windrädern ohnehin "geringfügig angepasst" werden? Ich dachte die regeln bei max. 13,8V ab...

Die Spannung hab ich bei über 1000 Umdrehungen/Minute gemessen und die Ladekontrolllampe ist dabei sofort ausgegangen - also i denk die Drehzahlen waren in Ordnung. Ja, hab sie beim Laden gemessen, damit könnte es zu tun haben. Hab gestern wieder einen Versuch gestartet, bei dem die Akkuspannung 10,4V betragen hat und beim Versuch Energie zu erzeugen konnten Werte zwischen 10,8 und 11,4V gemessen werden - kann das sein? Ich hatte damit gerechnet, dass ich bei der gesamten Zeit der Ladung 13,8V messen müsste - habe aber inzwischen rausgefunden, dass dies anscheinend nur in sehr wenigen Situationen und unter bestimmten Umständen der Fall ist.

Ich erwarte mir vorerst ein "funktionierendes Ergebnis" das in einem annehmbaren Maß Strom erzeugt. Sobald dies der Fall ist würde ich aber schon gerne das bestmögliche rausholen. Dachte aber nicht, dass der Eigenbau eines Scheibengenerators so teuer sein wird - ist das nur wegen den Magnetpreisen der Neodymmagnete? Die restlichen Bauteile wie Holz, Spulendraht, etc. sind doch nicht mehr so teuer oder?
Ich weiß, dass es im Forum bereits viele Beiträge dazu gibt, aber meistens stellt hier jemand eine konkrete Frage zu seinem Generator - gibt es vielleicht einen Link/eine Anleitung, bei der das Thema "Scheibengenerator" von Anfang an erklärt und der Selbstbau behandelt wird? Nur mal zum Verständnis für mich, wär super...


Grüße, Lukas

Ob Lichtmaschinen allgemein oder deine insbesondere abriegeln kann ich dir nicht sagen. Wenn du die Leerlaufspannung an der Lichtmaschine ohne zusätzliche Elektronik misst, sollte die eigentlich linear mit der Drehzahl ansteigen.

Warum hast du die Drehzahl nciht einfach weiter erhöht?


Ladespannungen, die deutlich höher als die Akkuspannung sind erreichst du eigentlich nur, wenn du einen extrem Leistungsstarken Generator an einem kleinen Akku betreibst oder der Akku einen ungewöhnlich hohen Innenwiderstand hat. Ansonsten belastet der Akku den Generator zu stark, als das eine höhere Spannung aufgebaut werden kann. Der Generator sorgt ja beim Laden dafür, dass sich Ladungsträger an den Polen ansammeln. Dadurch entsteht ein Ladungsunterschied, das Potential. Übersteigt die Kraft, die von diesem Potential auf die Ladungsträger ausgeübt wird über die Kraft, die der Innenwiderstand ihnen entgegensetzt, fließen die Ladungsträger ab und das Potential steigt nicht weiter an. Deine Werte sind also durchaus realistisch. Soweit klar?

Zum Vergleich kannst du ja mal die Leerlaufspannung (also ohne Verbraucher) messen.


Dann bleib erstmal bei der Lichtmaschine oder kauf dir einen gebrauchten Scootermotor. Hast du den Beitrag "Der richtige Generator" im Grundlagenbereich schon gelesen?


Das kannst du dir ja selbst ausrechnen. Such dir einfach die Preise der Einzelpositionen des kleinen Generatorbausatzes (Bausatz 02) aus dem Forumsshop zusammen. Dann hast du schonmal nen Anhaltspunkt.


Menelaos beschreibt den Bau seiner Generatoren hier im Forum eigentlich sehr schön kleinschrittig. Weitere Informationen sowie Bauberichte kannst du auf otherpower.com, scoraigwind.com und ein bischen Theorie auf windstuffnow.com finden.

Hallo Lukas,

Du missversteht den Zusammenhang zwischen Spannung, Strom und Leistung.

Ich versuche es mal aufzuklären:
Deine Lichtmaschine (eine Spannungsquelle) ist eine Elektronenpumpe.
Je mehr Elektronen auf den Minus Pol gepumpt werden desto höher die erzeugte Spannung.
Im Leerlauf (ohne Akku) kann je nach 'Kraft' der Pumpe eine maximale Spannung erzeugt werden.

Schließt man nun eine Last an (Akku) dann fließen die Elektronen in den Akku und die Spannung der Lichtmaschine sinkt und im Akku wird die Spannung höher.
In deinem Fall verwendest du einen ziemlich alten Akku, der sozusagen nicht mehr ganz dicht und die Elektronen nicht hält.
Normalerweise, bei neuem, dichten Akku baut sich, je mehr Elektronen in den Akku gepumpt werden eine höhere maximale Spannung auf.
Eine Lichtmaschine regelt die maximale Spannung üblicherweise auf 13.8 V oder vielleicht 14.0 V ab.
Bei neuem Akku solltest du recht flott die 13.8 V oder 14.0 V sehen und es fließt dann kein nennenswerter Strom Mehr in den Akku:
Die Lichtmaschine erzeugt 13.8 V Spannung (Elektronendruck) der Akku hat 13.8 V Spannung (Elektronendruck) = unentschieden = kein oder kaum Strom fließt.

Wie auch immer, mit Wind alleine einen BleiAkku voll zu bekommen ist schwierig bis unmöglich.
Die BleiAkkus müssen im Zyklen Betrieb immer wieder auch mal voll werden, sonst altern sie zu stark.
Auch sollten die Akkus Gasen (14.5 V) oder die Säure anderweitig durchmischt werden.
Der Blei Akku hat dazu noch die Eigenschaft mit vergleichsweise kleinen Strömen voll zu werden,
wenn nun der 'Wind' mehr Strom produziert, was dann?
Mit einer Lichtmaschine, klassischer Regler, dreht der Rotor durch, weil die produzierte Leistung höher als die abgenommene Leistung ist.
Hier kann man eigentlich nur mit sogenannten Dumpload Reglern arbeiten, hier gibt es im Forum auch Hinweise auf Eigenbau und käufliche Typen.
Die Dumpload nimm den Teil Strom ab der gerade für den Akku zu viel ist und belastet so den Rotor weiter.
Alternativ kann man den Rotor auch abbremsen und muss dann den Akkus anders voll bekommen (PV, ...)

Siehe auch Threads in "Inselbetrieb - - - Elektronik - Regelung - Batterien - Kabelführung"

Gerne nimmt man zum Wind noch PV hinzu, die PV Leistung lässt sich einfacher abregeln und steht konstanter zur Verfügung.
Das ist für BleiAkkus dann günstiger, aber immer noch nicht einfach ...

Gruß Frank

Hallo!

An "Gleichstrom": danke für dein Kommentar!

Das übernimmt doch ohnehin der Regler der Lichtmaschine (solange ich diese nicht anders umwickle) oder?
Und bezüglich PMG und Lima - wie meinst du die Kombination? Das dann je nach Windstärke händisch umgeschalten wird oder wie?

An "XXLRay": Die Drehzahl hab ich nicht erhöht, weil ich keine gesonderte Ansteuerung dafür hatte. War nur ein Versuchsaufbau mit einem Motor an 230V angeschlossen.
Das mit den Ladungsträgern ist soweit klar. Wenns ausgeht werde ich heute oder am Wochenende noch Messungen machen (unter anderem auch ohne Verbraucher, darauf wäre ich schon gespannt).
Ja, habe den Beitrag gelesen - ich werde aber vorerst bei der Lichtmaschine bleiben, die haben wir schon bezahlt und eingebaut, somit werden wir unsere vorläufigen Versuche alle damit machen (ich spiele jedoch mit dem Gedanken die Lichtmaschine umzuwickeln, hab hier eine sinnvolle Seite gefunden http://home.arcor.de/wewima-wi…chine.html ).
Danke für die Tipps, vor allem bezüglich Scheibengenerator!

An "Erdorf":

Was schlägst du daher vor? Eventuell noch eine PV-Anlage dazuhängen bzw. den Akku alle paar Monate mal mit einem Ladegerät voll aufladen?
Was würde passieren wenn ich (wie aktuell) keinen Dumpload-Regler verbaut habe? Bei mir besteht doch eher das Problem, dass die Leistung zu gering als zu hoch ist, ich hätte gerne Tipps wie ich die Leistung steigern kann - später werde ich vielleicht einmal in der glücklichen Position sein die überschüssige Leistung "los zu werden" . Danke auf jedenfall mal für deine Erklärungen!

Wirklich super eure Unterstützung, danke!
Alles in allem suche ich aber im noch nach Antworten, wie ich meine Leistung sinnvoll steigern kann, sodass es endlich mal zur Stromerzeugung kommt. Werde soweit mal eure Inputs mit meinem Großvater verarbeiten und Messugnen durchführen...


Windige Grüße aus dem heißen Österreich, Lukas

Die Frage ist halt, was genau dein Lichtmaschinenregler macht. Ich würd den ausbauen und gegen einen ersetzen, bei dem sich die Ladespannung einstellen lässt.

Hallo! (wo ist eigentlich mein Beitrag geblieben?!). Der originale Lima Regler macht folgendes: Bei Erreichen der Ladeschlußspannung verringert er den Erregerstrom. Das ist für Windkraftanlagen meist sehr schlecht, weil dann zwar der Akku nicht überladen, aber die Drehzahl des Rotors in die Höhe schnellt. In diesem Fall, Savonius in Bodennähe, vermutlich eher kein Problem. Die aerodynamischen Verluste werden mit der Drehzahl stark ansteigen (?).
Bei Verwendung zweier Generatoren sollte man nicht von Hand im Getriebe rühren müssen. Der kleine Generator läuft ständig elektrisch und mechanisch. Der große Generator (Lima) läuft ständig mechanisch, aber elektrisch erst oberhalb einer gewissen Drehzahl. Das stört wenig, weil die nicht erregte Lima nur den Keilriemen und die Lager als Verluste hat. Tip: Rippenriemen und Zahnriemen sind wesentlich besser. Beispiel: Eine Lima 12V 55A "Iskra". Ab 900 UPM kann sie Ladestrom abgeben. Unter Berücksichtigung des Feldstromes. Eine elektronische Schaltung misst die Drehzahl ,schaltet ihn erst ab 900UPM ein, und vergrößert bei Drehzahlerhöhung den Feldstrom. Die Lima dreht sich dann schwerer und versucht so die Repellerdrehzahl konstant zu halten. Im Rahmen der Möglichkeiten. Das heißt etwa 650W elektrisch und, bei geschätzt 50% Wirkungsgrad, 1,3kW mechanisch.
Gruß, Heinz

eigentlich sehe ich dann aber kein Problem, die aktuelle Lima zu verwenden, solange die Drehzahlen (z.B. durch Übersetzung) erreicht werden.

Guten Morgen Heinz!

Den Eintrag ist denke ich irgendwo raufgerutscht auf Pos. 8 oder 9.
Momentan habe ich eher das Problem, dass die Ladeschlussspannung nicht erreicht wird. Auch wenn das passieren sollte, dann hast du mit deiner Annahme "Savonius in Bodennähe, vermutlich eher kein Problem" völlig recht - auch im Betrieb völlig ohne Last und bei starkem Wind bleibt die Anlage relativ stabil.
Dein Vorschlag mit den zwei Generatoren gefällt mir prinzipiell sehr gut. Hast du damit eventuell schon Erfahrungen gemacht bzw. gibt es hier im Forum eventuell ein ähnliches Projekt, das online gestellt wurde mit Daten und Bildern?
Der kleine Generator wäre dann zum Beispiel ein Scooter-Motor, 24V mit 250W oder so (gibts genügend auf ebay)? Für den bräucht ich aber dann einen Laderegler, dass ich gesichert immer Ladespannungen zwischen 12V und Ladeschlussspannung habe oder?

Grüße, Lukas

Hallo XXLRay!

Gibt es denn auch für alte Lichtmaschinen (von Traktoren) einstellbare Ladespannungsregler? Wo könnte man so etwas auftreiben?

Bezüglich Lima: ja, ich denke da hast du recht, wenn wir das mit den Drehzahlen hinbekommen will ich ohnehin die aktuelle Lima weiterverwenen. Als zusätzliche Option zur Optimierung finde ich den Vorschlag von Heinz aber durchaus interessant.


Gruß