Hallo,

ich betreue in meiner Freizeit die Technik AG am Gymnasium in unserem Ort. Bei der Suche nach neuen Projekten kam das Thema Windrad zur Sprache. Ich hatte vor 4 Jahren schon mal so ein Windrad mit Scheibengenerator gebaut. Damals wurde es für eine Präsentation verwendet und mit einem Ventilator angeblasen. Ich hatte mich damals nicht intensiv mit dem Thema befasst. Was rauskam seht ihr auf den Bildern. Die Spulen waren mit 0,2mm Draht und 200 Windungen gewickelt, die Magnete hatten d20x5mm. Als Baumaterial kam 8mm Buchensperrholz zum Einsatz. So betrieben bekam ich eine Spannung von 15V und konnte gerade eine 12V LED Lampe für die KFZ-Innenbeleuchtung zum Leuchten bringen, aber schon bei der baugleichen Glühbirne reiche die Energie nicht mehr. Den Effekt haben wir bei der Präsentation genutzt um den unterschiedlichen Wirkungsgrad von LED und Glühbirnchen zu zeigen.
Jetzt meine Frage an euch, wenn ihr so meinen Bauplan anschaut was könnte man hier verbessern? Ziel sollt es sein eine Leistung von 5W zu bekommen um z.B. ein Handy laden zu können.

Danke für eure Hilfe
Manni

Hallo Manni

Eine Frage vorweg:
Wurde das Windrad beim Umklemmen auf die Glübirne spürbar gebremmst ?

Verändern würde ich die Drehzahl durch verdrehen der Rotorblätter auf geringere Steigung und damit höhere Drehzahl.
Dann leistet der G mehr.
Rotorblätter mit etwas Wölbung, ( 3 bis 5 % der Blattiefe ) und das verrunden Vorne, bring einen besseren Wirkungsgrad der Blätter.
Die Spannung steigt aber ! und muß wohl mit DC / DC Wandler runter geregelt werden .
Oder eine Neuwicklung mit 0,3 mm Draht und 100 Windungen.

Gruß Aloys.

Die Rotorblätter verdrehen für geringere Steigung macht nur Sinn, wenn die Blattprofile tatsächlich etwas gewölbt sind, gerade belassen - ganz ohne aerodynamischen Effekt - stallen sie eher, vor allem wenn zusätzlich noch elektrische Last anliegt.

Hallo,

danke für eure Antworten. Ja, wenn ich auf die Glühbirne schalte wird das Windrad merklich langsamer. Was für ein Winkel wäre den für die Rotorblätter ok? Wären da auch ganz andere Rotorblätter interessant, da gibt es ja auch die vertikalen Systeme? Was meint ihr zu dem Scheibengenerator, lässt sich da noch was machen? Ich hab noch einiges von dem 0,2 er Draht, den kann ich ja doppelt nehmen.

Gruß
Manni

Hallo Manni,
ein vertikales Blattsystem dreht für einen Scheibengenerator zu langsam, da kommst du nicht auf die erforderliche Drehzahl. Deine Blätter sind zu kurz. Probiere es doch mal mit Rohrflügeln aus, die kannst du schmaler oder breiter aussägen. Je nach gewünschter Drehzahl und Starteigenschaft.
Grüße von Günther

Der Steigungswinkel bei aerodynamischen Profilen ist 15° oder weniger, das könnte in etwa auch auf die Rohrflügler passen. Bei einfachem flachen "Brettflügel" ist der Winkel größer besser, bis zu 45°wo das maximal erreichbare Drehmoment bei dann geringerer Drehzahl liegt.

Was Drehzahlen bei Vertikalläufern betrifft, man kann mit der Hälfte des Rotordurchmessers und dafür doppelt so hohem Rotor die Drehzahl bei etwa gleichem Drehmoment verdoppeln. Es läßt sich also fast beliebig dran schrauben und nach Wunsch anpassen.

Wohl gemerkt: Die Bautyp eigenen Schnelllaufzahlen (z.B. Savonius im Leerlauf 1,6) ändern sich dadurch nicht, nur die Rotationshäufigkeit um die eigene Achse.

Hmmm

Für mich sieht es wie ein normales Windrad aus mit etwa 50 cm Durchmesser, das ist für 5 W ein bischen wenig, bei wenig Wind .
Der Generator kann ewentuell " Umgeschaltet " werden, wenn die Verbindungen zwischen den Spulen zugänglich sind.
Ich würde dann mal 3 parallele Spulen versuchen, da die Spannung ja schon bei 15 V lag.
Die Spulen 1 - 4 - und 7 parallel, dann 2 - 5 - 8 , letzte Phase mit 3 - 6 - 9 .
Durch Drehzahlerhöhung sollte es dann trotzdem reichen.
Dann braucht man keine Neuwicklung.
Das Profil der jetzigen Blätter kann auch durch aufkleben einer Steropurplatte dicker und aerodynamischer gemacht werden.
Auf die Lee-Seite 2 oder 3 cm dickes Stero drauf, und dann wie ein Profil mit grader Unterseite bearbeiten, dann braucht man wenig zu ändern für einen Versuch.
Den Durchmesser besser Richtung 1 m ändern, (Längere Rundstäbe nehmen), und den Winkel runter auf 15 bis 10 °.

Gruß Aloys.

Hallo zusammen,

danke für eure Antworten. Günther, die Rotorblätter sehen interessant aus, was für ein Durchmesser wäre den OK für mein Generator? Die Spulen parallelschalten ist ein super Tipp, da bin ich bei den 5V und brauche den Draht nicht doppelt nehmen. Nutzt es was die Magnete über ein Metallring zu verbinden?

Gruß und ein gemütlichen Sonntag
Manni

Hallo

Die Magnete MÜßEN auf eine Eisenplatte! was hast Du denn genommen ??

Gruß Aloys.

Hallo Aloys,

ups, nein, die Magnete sind auf einem Sperrholzbrett, ich kann leider kein Metall verarbeiten. Aber ich habe schon mal gesehen, dass man auch alte Sägeblätter verwenden kann, da muss ich nur die Zähne entfernen.
Könnte ich dann auch kleinere Magnete verwenden?

Gruß
Manni