Hallo,

Ich bin gerade dabei, einen 2,14m Rotor selbst zu bauen. SLZ 4,5 → bei 10m/s 357U/min. Bei 10m/s liefert der Rotor 500W. Profil: NACA 4415. Die Flügel baue ich aus einzelnen Flügelschnitten, welche ich aus Spanplatten aussäge. Diese werden auf einer Welle je mit ihrem bestimmten Winkel geklebt, danach als ein ganzer Flügel geschliffen. Dann wird eine Negativform erstellt, die dann abgeformt wird. Eine Frage dazu: Glasfilamentgewebe oder Glasfasermatten?
Die Anlage soll zur Netzeinspeisung genutzt werden.

Nun zu meinem eigentlichen Problem: Ein Generator von JS-Technik.de ist mir für ein solch kleines Projekt zu teuer. Deshalb suche ich nach einer günstigen Alternative. Ich habe hier im Forum schon viele Beiträge verfolgt, aber bei soviel Lesestoff wird man auch nicht wirklich schlauer.
Deshalb wollte ich wichtige Dinge gerne festhalten, möglichst kurz und in Stichworten. Meine Fragen wären:

Welche Magnete?
Welcher Durchmesser?
Wie viele Wicklungen?
Welche Spulen/Rotormaße?
Wie viele Spulen/Magnete (bei Reihenschaltung Spulen=Magnete)?
Wie wird alles berechnet?
Welcher Innenwiderstand ist am besten für eine Netzeinspeisung?
Wie wird ein socher Generator von Anfang an geplant?
Worauf kommt es an?
Welchen Widerstand haben solche selbst gebaute Generatoren ca.? Der von Menelaos hat ja 96,4% oder sowas.


Ich habe bei dem Projekt von Menelaos gelesen, dass ein großer Luftspalt gar nicht schlecht ist. Stimmt das?
Sind vielleicht viele Fragen, aber ich möchte wirklich genau wissen, was ich mache und wie alles funktioniert


Gruß
Dani

Das hängt von der Dicke deiner Magnete ab.

Ja, die Faustregel, die er genannt hatte, war, dass der Luftspalt die doppelte Magnetdicke sein sollte.

Beim Stöbern in der Kategorie der Scheibengeneratoren habe ich mir nun alle wichtigen Dinge notiert, die für Scheibengeneratoren wichtig sind. Aber wie sie am besten dimensioniert werden und auf was es ankommt, habe ich nirgends genau gefunden.


 Durch Dreiecksschaltung entstehen Wirbelströme, wenn die Spulen nicht exakt den gleichen Strom liefern
 Durch Dreiecksschaltung ist der Strom pro Phase um die Wurzel aus 3 kleiner → weniger Verlust
 Ans Brett, wo die Spulen für das Gießen hineingelegt werden, werden Gewindestifte angebracht, die dann nach dem Gießen das restliche Harz mithilfe einer Pressplatte mit großem Loch hinauspressen soll. Gewindestangen/-stife statt Schrauben, da sich diese nicht stark anziehen lassen.
 Größerer Luftspalt, dafür dickeren Draht→weniger Innenwiderstand
 Ende der ersten Spule wird mit dem Anfang der 4. Spule verlötet, Ende der 4.,...
 Spulenschema wird ausgedruckt und dann werden die Spulen genau ausgerichtet und anschließend mit Tape verklebt
 Aus Sperrholz wird die Form ausgesägt
 Gutes Video
 Wichtig: Großes Loch in die Pressplatte bohren/sägen, damit dort überschüssiges Harz austreten kann
 Ausführlicher Bericht zum Bau
 Genügend Rand lassen für die Befestigung später
 Zettel mit Wicklungszahl, Drahtdicke und Art der Spulenverschaltung, usw. können einlaminiert werden
 Ein Thermometer kann ebenfalls einlaminiert werden
 300er Matten für Stator Ober- und Unterseite
 Spulenloch muss die Magnetlänge/Magnetbreite haben, da sonst der Magnet beide Spulenschenkel überstreichen würde und somit zwei entgegengesetzte Ströme bilden würde, die sich aufheben; die aüßere Spulenlochbreite wird dann etwas größer gewählt, da dann ein Trapez gebildet wird
 Alle Spulen einer Phase müssen die gleiche Ausrichtung des Magneten haben, sonst gibt es keine Sinuskurve
 Verhältnis von Spulen zu Magnet ist 3:4, da dann eine gute Phasenverschiebung auftritt
 Im Vergleich zu einphasigen Genertoren weisen Mehrphasige ein kleineres Cogging (Rippeln) auf und sie laufen leichter an
 Als Anschluss des Drahtes an den Stator kann ein Gewindestift und eine Mutter genommen werden, zwischen denen dann der Draht eingeklemmt wird oder eine Buchse wie im Video
 Beim Stromkabel ist darauf zu achten, dass der Querschnitt groß ist und dass die Spannung möglichst hoch ist→weniger Verlust (Prinzip der Hochspannungsleitungen)

Dies habe ich bereits notiert. Aber wie gesagt fehlt mir die komplette Planung. Wie legt man den Geni aus? Wenn der Wechselrichter 60V Maximalspannung hätte und diese bei 10m/s erreichen soll, dann könnte man mit dem Tool den Geni so auslegen, dass er bei den 397U/min, die er bei 10m/s hat, diese knapp 60V erreicht. Dafür kann ich doch die Windgeschwindigkeit für den Ladebeginn in dem Tool einfach auf 10m/s und als Spannung 55V, damit Fehler keine schlimmeren Folgen haben können.
Als Wechselrichter dachte ich an zwei Wechselrichter, die doelle auch benutzt.

Oder wie werden die Genis grundsätzlich ausgelegt?

Gruß
Dani

Schöne Ostern!

Man kann ruhig die innere Spulenlochbreite etwaskleiner als Magnetbreite wählen. Das gleicht sich dann durch den kürzeren Draht (und somit gereingeren Innenwiderstand) aus. Insgesamt wird der Generator dadurch kleiner und billiger.

Hallo,

Das ist ja dann schon vorteilhaft. Aber wie werden die Generatoren von den anderen Komponenten her ausgelegt?

Also hier mal die Teile:

Wechselrichter Arbeitsbereich: 22-60V
2,16m Rotordurchmesser
40x20x10 N42 Magnete 1,33 Tesla
SLZ 4,5
Bei 10m/s aus dem Wind drehen
Eine dieser Magnetscheiben
Nabe: 32,1cm Durchmesser (soll direkt auf der Welle des Generators montiert werden)

Wenn ich den Geni so auslege wie im Anhang, dann kann ich ja rechnen:
60V / 398 U/min = 0,15V/Umdrehung; Für die 22V des Wechselrichters bräuchte ich dann 22V / 0,15V/Umdrehung = 146 Umdrehungen
146 Umdrehungen * 2,16m * PI /( 4,5 * 60) =3,67m/s Windgeschwindigkeit für 22V

Stimmt das?

Für 11V bräuchte ich dann 1,8m/s Wind. Die 11V Eingangsspannung hat der Schwachwind-Billig-Wechselrichter. Aber der hört bei einer Spannung von 30V auf.
So sind meist nur späte Einspeisezeiten möglich, wenn meine Rechung stimmt.


Gruß
Dani

Tut mir leid, mit dem Generatortool bin ich auch nicht so fit.

Gibt es sonst niemanden, der mir helfen kann?

Um den Generator halbwegs vernünftig auszulegen müsste er in etwas so aussehen (siehe Anhang) .
Deine Magnete sind zu klein und deine Spannung von 22-60V ist alles andere als optimal.
In meinen Beispiel hast du einen Ladebeginn bei 3.5ms und erreichst da 22v und solltest rein
rechnerisch bei 9.5m/s die maximal zulässigen 60V erreichen. Evtl auch etwas später durch Generatorverluste.
Allerdings verwende ich 12 Spulen und 16Magnetpole in meinem Beispiel.
Dein Beispiel Geni ist so nicht umsetzbar, schon die Schenkelbreite ist breiter als die Magnete.

Direktantrieb hat eben seinen Preis.
Evtl könnte man ihn noch etwas optimieren.

Gruß


Nachträglich eingefügt, die Schenkelbreite sollte in meinem Beispiel noch auf 15mm geändert werden. Dann sind es ca. 2/3 von der Magnetbreite.

Hab überlesen das dir "nur" das erreichen der 500Watt am Herzen liegt.
Vermutlich kann dein Grid Tie nicht mehr?

Dann geht auch diese Generator Auslegung. (Siehe Anhang)

9 Spulen u. 12 Magnetpole

Optimal sieht auch wieder anders aus... aber immerhin ist es machbar.
Nach wie vor herrscht das Problem das der Innenwiderstand leider noch höher ist und damit der Wirkungsgrad sinkt.
Bei 5ms hast noch ca. 81% Wirkungsgrad bei 8ms noch ca. 59% bei 10ms ca. 48%

Gruß

Dem ist nicht so. Ich habe vor einen möglichst hohen Wirkungsgrad und somit auch eine möglichst hohe Leistung zu erreichen. Habe das Tool im Anhang. Mit dem Tool aus dem Nachbarforum habe ich dann ausgerechnet, wann die 22V erreicht werden, aber dort werden ganz andere Werte ausgegeben als im Tool. Oder kann man ihn so berechnen:
75V/397,9Umdrehungen = 0,188
22V/0,188=116,7 Umdrehungen
116,7 * 2,16m*PI/(60*4,5)=2,9m/s Einspeisebeginn. Das wäre mir dann doch ein bisschen zu hoch.
1kW Wechselrichter mit 48-75V
Und dann noch der Wechselrichter wie doelle ihn hat. Der hat 22-60V Spannung.

Gruß
Dani

Sorry kann dir leider nicht folgen. Was du da im Anhang hast ist nonsense da stimmt von vorne bis hinten nichts.
Du willst einen Ladebeginn bei 10ms Wind? Du musst die Werte schon richtig eintragen.
Die Schenkelbreite 35mm ist unfug sie sollte max 2/3 der Magnetbreite betragen. Wenn du schon diesen Wert änderst wird "die Dicke" Rot!!

In meinen beiden Variationen erkennt man das die gewünschten 22V bei ca. 140u/min erreicht werden (3.5ms Wind bei deinem Rotor).

2.9ms Einspeisebeginn ist zu hoch? Damit kann dein Windrad und den Gleichrichter ca. 22Watt einspeisen.

Wenn du bis in die "Hohen Drehzahlen" einen besseren Wirkunsgrad willst musst du größere Magnete verwenden dann liegt der Wirkungsgrad des Generators je nach Auslegung bei Sternschaltung evtl. bei 10ms bei 75% und die Kosten steigen überproportional an.

Dieser 1kw Wechselrichter ist mehr als ungeeignet selbst mit beiden ist die V Range zu gering bzw preislich fragwürdig für 2 Wechselrichter.
Es gibt andere Wechselrichter mit einer größeren V range, dafür sind die im Preis höher.

Das optimale für Lau gibts eben nicht.

Und Falls du mit dem Tool vom Nachbarforum das in deinem Anhang meinst, das ist hier von Danielcv und Menelaos erschaffen worden. Nichts für ungut.

Gruß

Hallo an alle, hallo Mark,

Sorry, ich habe vergessen das Tool anzuhängen.

Nun habe das Tool so geändert, dass ab 2,5m/s bzw. 2,8m/s Wind eingespiesen wird. Diese sind im Anhang.
Ich dachte, da 2m/s Wind zu etwa 55% auftritt, macht es doch Sinn, den Generator dementsprechend auszulegen. Dadurch wird aber ein höherer Materialaufwand gebraucht. Deshalb sollte man einen Mittelwert finden. Für den Mittelwert dachte ich an 2,8m/s, da dann der Innenwiderstand geringer ist und sich somit auch in höheren Windgeschwindigkeiten gute Wirkungsgrade rausholen lassen.
Aber wenn 2m/s Wind zu etwa 55% auftreten, dann wären dies etwa 200 Tage im Jahr. Sagen wir bei 2m/s etwa 4W. Das wären in 200 Tagen dann 19,2kWh. Also rechnet sich ein höherer Materialaufwand eventuell irgendwann. Aber wenn bei 10m/s eben 100W weniger rausspringen (etwa 18 Tage im Jahr) wären dies schon 43kWh Unterschied.

Gruß
Dani

Hallo Dani,

Das ist alles irgendwie Milchmädchenrechnung...in der Praxis sieht es, vor allem bei kleinen WIndgeschwindigkeiten, ganz anders aus als in der Theorie.
Rechnerisch würde ich den Ladebeginn auf 3,5 m/s auslegen, nicht viel weniger.

Bei Winden unter 3 m/s kommt kaum Leistung raus, erstmal weil ohnehin kaum welche drin steckt...und dann noch weil:

- der Wirkungsgrad der Rotorblätter bei wenig Wind stark abfällt (Re-Zahl)
- weil dieser extrem schwache WInd selten wirklich laminar ist
- weil man Lagerverluste hat die da schon eine Rolle spielen bei do kleinen Leistungen
- weil Gleichrichter und Kabel auch noch was schlucken
- weil der Wechselrichter auch mit Strom versorgt wird und einen gewissen Eigenverbrauch hat und der liegt schon bei einigen Watt...

Das muss das Windrad auch erwirtschaften können. Unterm Strich bleibt da nichts bzw. kaum noch was übrig....außer unnötiger Verschleiß der Lager

Zudem...wenn du den Generator auf 3,5 m/s auslegst, rechnest du ja mit der Optimal- SLZ
In der Praxis läuft es dann aber etwas anders ab. Man programmiert den wechselrichter dann so, dass er bei wenig IWnd immer etwas unterfordert ist. Das hebt die SLZ an und er dreht schneller als "geplant". Daher wird der eigentliche Einspeisebeginn dann dennoch irgendwo um die 2,8 bis 3 m/s liegen. Man muss den übergang eben sehr weich programmieren.

der höhere WIrkungsgrad bei Starkwind bringt dir kaum was...versuche im bereich von 4-10 m/s einigermaßen gut was rauszuholen. Alles darunter bringt kaum Leistung, alles darüber kommt kaum vor...

Du aknnst nicht mit den riiichtig starken winden bis 12 m/s rechnen...denn dien Wechselrichter muss das ja auch packen...und ihn extra wieder so groß zu dimensioneirne wäre Quatsch und nichts als teuer. Man muss eben einen Spagat machen zwichen dem was machbar und dem was sinnvoll ist...

Versteoife dich nicht zu sehr auf diese ganzen theoretischen Wirkungsgradberechnungen. In der Praxis kommts auf andere Sachen an.

Gruß
Max

Hallo,

Deswegen habe ich ja alle Dinge hier gefragt, weil ich eben nicht weiß, wie man das alles plant.
Ich denke aber, dass ich die 500W Marke knacken kann und deshalb suche ich einen Wechselrichter darüber. Dort gibt es eben nicht wirklich viele.

Wenn ich den Ladebeginn auf so 3-3,5m/s legen würde, wäre der Innenwiderstand und somit die Verlustleistung, die im Stator in Wärme umgesetzt werden würde, deutlich geringer und die Materialkosten würden sinken.
Ich habe jetzt mal im Tool den Ladebeginn auf 3m/s geändert und den Draht auf 1,7mm. Verwenden würde ich die Schaltung zum Stern, da man so Kupfer sparen kann.
Die Leistung laut Tool wäre dann bei 10m/s etwa 630W, d.h. ich bräuchte einen Wechselrichter über 600W.
DieserWechselrichter mit 700W könnte ich mit einem 500W-Wechselrichter von doelle parallel schalten. Dann bliebe es bei den 22V. Beim Erreichen der 60V würde ich dann den 500W-Wechselrichter trennen. Aber in der Tabelle mit dem ersten Wechselrichter ist kein 700W genannt, nur in der Überschrift.
Der Preis für den 700W Wechselrichter wäre dann maximal 250€ und der andere etwa 150€, also 400€ gesamt. Aber ich glaube, die haben kein ENS, also dafür auch noch etwa 150€. Macht dann 550€ in der Summe. Es könnten aber für Transport noch erhebliche Kosten anfallen.

Wenn man den Wechselrichter so programmiert, wie du es geschrieben hast, würde er einen niedrigeren Widerstand auf den Geni haben, also dreht der hoch und erzeugt eine höhere Spannung. Dadurch erreicht man trotzdem einen Einspeisebeginn bei 2,8m/s oder so, auf jeden Fall etwas niedriger.
Bei 12m/s Wind hatte ich ohnehin vor, das Windrad aus dem Wind zu drehen und ein Dumpload bräuchte ich auch.

Bei 15 Spulen und 20 Magnetpolen bräuchte ich ja 40 Magnete und 1,9kg Kupfer mit 1,7mm. Der Innenwiderstand wäre dann etwa 0,47Ohm. Jede Spule hätte dann 41 Wicklungen. 630W Leistung bei 10m/s.
Preis: 266€ für die Magnete und 37€ für 90m Draht, würde dann aber 100m nehmen.
Gesamt: 303€

Bei 12 Spulen und 16 Magnetpolen bräuchte ich dann 32 Magnete und 1,7kg Kupfer mit 1,4mm. Der Innenwiderstand wäre dann etwa 0,95 Ohm. Jede Spule hätte dann 71 Wicklungen. 500W Leistung bei 10m/s.
Preis: 213€ für die Magnete und 45€ für 125m Draht.
Gesamt: 258€

Das wären dann 45€ Unterschied. Macht es Sinn, diesen Preis zu bezahlen? Vielleicht bekomme ich das Zeugs auch noch irgendwo günstiger oder jemand möchte Magnete oder Draht mitbestellen.


Gruß
Dani

Rote Schrift da ich keine Ahnung hab wie die Mehrfachzitierung funktioniert.
Hallo,


Deswegen habe ich ja alle Dinge hier gefragt, weil ich eben nicht weiß, wie man das alles plant.
Ich denke aber, dass ich die 500W Marke knacken kann und deshalb suche ich einen Wechselrichter darüber. Dort gibt es eben nicht wirklich viele.

Dein Primäres Ziel sollte es nicht sein die 500 Watt zu erreichen

Wenn ich den Ladebeginn auf so 3-3,5m/s legen würde, wäre der Innenwiderstand und somit die Verlustleistung, die im Stator in Wärme umgesetzt werden würde, deutlich geringer und die Materialkosten würden sinken.
Ich habe jetzt mal im Tool den Ladebeginn auf 3m/s geändert und den Draht auf 1,7mm. Verwenden würde ich die Schaltung zum Stern, da man so Kupfer sparen kann.
Die Leistung laut Tool wäre dann bei 10m/s etwa 630W, d.h. ich bräuchte einen Wechselrichter über 600W.
Es gibt absolut keine Erfahrungswerte zu diesen Wechselrichter
DieserWechselrichter mit 700W könnte ich mit einem 500W-Wechselrichter von doelle parallel schalten. Dann bliebe es bei den 22V. Beim Erreichen der 60V würde ich dann den 500W-Wechselrichter trennen. Aber in der Tabelle mit dem ersten Wechselrichter ist kein 700W genannt, nur in der Überschrift.
Der Preis für den 700W Wechselrichter wäre dann maximal 250€ und der andere etwa 150€, also 400€ gesamt. Aber ich glaube, die haben kein ENS, also dafür auch noch etwa 150€. Macht dann 550€ in der Summe. Es könnten aber für Transport noch erhebliche Kosten anfallen.

Wenn man den Wechselrichter so programmiert, wie du es geschrieben hast, würde er einen niedrigeren Widerstand auf den Geni haben, also dreht der hoch und erzeugt eine höhere Spannung. Dadurch erreicht man trotzdem einen Einspeisebeginn bei 2,8m/s oder so, auf jeden Fall etwas niedriger.
Du kannst diese Billigwechselrichter sicher nicht programmieren, schau dir lieber den mastervolt windmaster an, der kostet um die 500€ , ist programmierbar, hat einen höheren Eingansspannunsbereich und du kannst ein Bremsmodul verwenden!!
Bei 12m/s Wind hatte ich ohnehin vor, das Windrad aus dem Wind zu drehen und ein Dumpload bräuchte ich auch.

Bei 15 Spulen und 20 Magnetpolen bräuchte ich ja 40 Magnete und 1,9kg Kupfer mit 1,7mm. Der Innenwiderstand wäre dann etwa 0,47Ohm. Jede Spule hätte dann 41 Wicklungen. 630W Leistung bei 10m/s.
Preis: 266€ für die Magnete und 37€ für 90m Draht, würde dann aber 100m nehmen.
Gesamt: 303€

Wir haben doch schon erläutert das 3 oder 3,5ms relativ egal ist!! Wenn du meine erste Geni Auslegung nimmst hast du 12 Spulen 16Magnete und 0.57Ohm .............
Bei 12 Spulen und 16 Magnetpolen bräuchte ich dann 32 Magnete und 1,7kg Kupfer mit 1,4mm. Der Innenwiderstand wäre dann etwa 0,95 Ohm. Jede Spule hätte dann 71 Wicklungen. 500W Leistung bei 10m/s.
Preis: 213€ für die Magnete und 45€ für 125m Draht.
Gesamt: 258€

Das wären dann 45€ Unterschied. Macht es Sinn, diesen Preis zu bezahlen? Vielleicht bekomme ich das Zeugs auch noch irgendwo günstiger oder jemand möchte Magnete oder Draht mitbestellen.


Gruß
Dani

Gruß

Du kannst auch einfach zwei gleiche 500W-Wechselrichter parallel betreiben und fertig ist der Lack. Damit kommst du dann auf 1kW Leistung. Ich verstehe nicht, warum du es dir kompliziert machen und einen 700W-Wechselrichter parallel schalten willst. Der einzige Effekt ist, dass du ein zusätzliches Handbuch lesen musst.


z.B. so:


Den Button zur Mehrfachzitierung benutze ich nicht.

Dann hätte ich aber nur 60V Spannung. Oder ich verwende einen mit 11-30V und einen anderen mit 22-60V. Aber dann, wenn der eine Wechselrichter abschält, hätte ich wieder nur 500W-Leistung. Und die 60V, wenn ich zwei gleiche verwenden würde, hätte ich relativ schnell erreicht.

Warum glaubst du denn, dass du über die 60V kommst?

Ich hab eine andere Frage,
was denkst du wie oft dein Generator über 500Watt kommt?
Deine paar Watt bei 3ms sind ebenfalls nicht erwähnenswert.
Die meisten erzeugten kwh erntest du an den paar windigen Tagen im Jahr.

Gruß