Bau eines Windrades von Anfang an

[egal]

Hallo an alle in diesem Forum und im Vorab ein riesen Dankeschön, dass ihr alle euer Wissen so selbstlos teilt.

Warum habe ich mich hier angemeldet?
- Wenn es hier nicht um Windräder geht, wo sonst?
- Leider findet man zu viele Informationen im Netz, die dann alle auseinandergerissen sind und ich habe noch niemanden gefunden, der auch wirklich mal alles erklärt, was er macht und verbaut und warum überhaupt und daher zu viele Fragen bei mir offen sind. .... selbst hier im Forum.

Ich denke, dass ich nicht allein sitze und wälze (seit Jahren) und zu keinem Nenner komme.

Ich möchte einfach mal sukzessiv alles zusammentragen, was eventuell von Relevanz wäre, und auch eine kleine Begründung (keine ausschweifenden Berechnungen im Hundertstelbereich) dazu bekommen/schreiben.

Zu mir:
Ich bin Handwerklich sehr begabt (Lorbeerkranz). Nein wirklich, ich bin gelernter Produktionsmodellbauer Holz/Kunststoff/Metall, also für genaue Arbeiten prädestiniert. Ich muss in Videos nicht erklärt bekommen, wie man einen Strich zieht(etwas anreißt) und eine Bohrmaschine oder einen Schleifklotz bedient und warum man diese Werkzeuge benutzt, so schlau wird wohl jeder sein, der ein Windrad bauen will, sondern warum welches Lager, welcher Magnet und warum wie viele, welche Spule, warum welche Drahtstärke, wie viele Windungen und ob ein Getriebe sinnvoll ist oder nicht.
Von Physik habe ich aber überhaupt keinen Plan, was das Schulwissen/Elektrik angeht. (Das hat nie funktioniert, was da so experimentiert wurde. ) Die Formeln kenne ich noch. z.B. P=U*I Und da geht es dann auch schon los.

Ich hoffe auf regen Zuspruch und dass ihr auch Interesse an diesem Projekt bekommt.

Herzliche Grüße

Ich werde dann hier mal zusammentragen, was ich als wichtig empfinde und als sinnvoll erachte. (mit der Bitte um eventuelle Korrektur):

[egal]

Die erste Frage:

Welches Windrad soll es werden?

Ich denke, dies ist schon mal ein feiner Ansatz, der von jedem problemlos realisiert werden kann.
https://www.youtube.com/watch?v=6E3SrAaBrus
Gibt es irgendwelche grundlegenden Einwände, wie zu teuer, geringer Wirkungsgrad, was kann man anders machen etc. Bitte erst allgemein, da ja nicht, wie in anderen Threads/Foren alles durcheinander sein soll, sondern schrittweise angegangen werden soll.

Mich wundert, warum er nen Spannungsverstärker braucht, kann man doch jede 2. Spule verbinden und dann in Reihe. Ihr seht, da fehlt mir was.
Wie abhängig ist die Spannung von der Drehzahl?
Kann man die Spannung beeinflussen, z.B.: 20V kommen raus, 14V werden benötigt, wo bleibt die Differenz.

Ihr seht, ein tolles Video, aber nichts mit Hintergrundwissen.

[Bernd]

Hallo "egal" und herzlich willkommen hier im Forum.
Wenn ich dich anspreche muss ich jetzt aber nicht immer "egal" sagen, oder ?
Ich heisse z.B. Bernd.

Welches Windrad man baut ist im Grunde Geschmackssache.
Jeder hat da so seinen eigenen Bautyp Favoriten und manch einer hält nur "seinen" Bautyp für das einzig richtige.
"Normale" Horizontalwindräder z.B. aus Rohrflügeln lassen sich z.B. relativ leicht aufbauen und erzeugen auch
relativ hohe Drehzahlen was die Auswahl eines passenden Generators vereinfacht.
Dieses Forum hat sich aber hautpsächlich den eher wenig verbreiteten Vertikalrotoren verschrieben.

Der einfache Generator im Video ist gut geeignet um das Wirkprinzip zu verstehen.
Für die praktische Anwendung ist aber ein Generator der Magnete nur auf einer Seite der Spulen einsetzt, eher weniger geeignet.
Er erzeugt vergleichweise wenig Spannung. Ein Dual Scheibengenerator ist beim Selbstbau für die meisten das richtige.

Die vom Generator erzeugte Wechselpannung verhält sich genau proportional zur Drehzahl des Generators.
Beispiel: 100U/min ergeben 12Volt dann ergeben 200U/min 24Volt usw.

Wenn die erzeugte Spannung nicht zur Nutzanwendung passt dann muss man Spannungswandler einsetzen.
Das sind elektronische Schaltungen die die Höhe der Spannung an Ihrem Ausgang den eigenen Bedürfnissen anpassen können.
Da diese jedoch Einschränkungen besitzen wie z.B. die Höhe der max. Eingangsspanung oder die Höhe der transformierten Leistung,
elektrisch empfindlich sind und auch selber Leistung fressen sollte man Spannungswandler nach Möglichkeit vermeiden.


Grüße

Bernd

[Ekofun]

Hallo Egal,

hmm,in Videos wird alles gezeigt wie er das macht,und was er gemacht hatte.Können Sie sagen welche Erklährungen Sie haben wollen,oder stellen Sie die konkrete Fragen dann versuchen wir Antwort geben.

Grüße

Ekofun

[egal]

Hallo Bernd,
ich finde den Namen "egal" so gut. Mir ist es egal, aber ich möchte meinen richtigen Namen nicht öffentlich nennen. Du als Admin kannst ihn gern aus meiner Emailadresse entnehmen. Also ich mache im privaten Rahmen kein Hehl daraus.

Welches Windrad man baut ist im Grunde Geschmackssache.

genau, diese Erkenntnis wollte ich mal entkräften, bzw. macht diese Aussage mich nicht so wirklich glücklich. Ich bin in meiner Nachbarschaft nicht wirklich beliebt, da ich auf diese nicht wirklich Wert lege und sowieso nicht auf gesellschaftliche Konventionen. Auch dazu gehört es, dass ich mich durch schick nicht profilieren muss. Warum sage ich das? Es muss ja etwas daran liegen, warum die Stromversorger "klassische" Windräder nutzen, jedoch, wenn ich mir hier so ein Teil auf den Hof stelle, da weiß ich schon jetzt, dass das Theater ein Selbstläufer ist. Deshalb meine Vorauswahl zum Vertikalen. Ich denke, dass diese Rücksichtnahme auch andere betrifft. Ich Überlege aber auch, dies eventuell horizontal zu installieren ---> Windrichtung flexibler. (Grundgedanke additional: Mehr Luftströmung durch größeren Lufteinlass. Hoffe, das geht.) Es sollten keine fliegenden Mülltonnen werden. ;P

Der einfache Generator im Video ist gut geeignet um das Wirkprinzip zu verstehen.
Für die praktische Anwendung ist aber ein Generator der Magnete nur auf einer Seite der Spulen einsetzt, eher weniger geeignet.
Er erzeugt vergleichweise wenig Spannung. Ein Dual Scheibengenerator ist beim Selbstbau für die meisten das richtige.

Google gibt mir dazu gerade gar nichts. Wäre schön, wenn es dazu einen Link geben würde, um diesen zu verstehen.

Wenn die erzeugte Spannung nicht zur Nutzanwendung passt dann muss man Spannungswandler einsetzen.
Das sind elektronische Schaltungen die die Höhe der Spannung an Ihrem Ausgang den eigenen Bedürfnissen anpassen können.
Da diese jedoch Einschränkungen besitzen wie z.B. die Höhe der max. Eingangsspanung oder die Höhe der transformierten Leistung,
elektrisch empfindlich sind und auch selber Leistung fressen sollte man Spannungswandler nach Möglichkeit vermeiden.

Da ich die Fachbegriffe nicht kenne, finde ich dazu nichts. Auch wenn ein Transformator oder Spannungswandler, was man auch immer braucht, einen Leistungsverlust mit sich bringt, denke ich, dass dieser für die Allgemeinheit die einfachste Lösung ist. Der Grundgedanke meinerseits ist es, das jedes Volt/Amper genutzt wird. Gut, wird erst ab einer bestimmten Größe gehen. Aber, welches Gerät wandelt 5V- 220 Wechselspannung in 220V Wechselspannung oder 14V Gleichspannung? Ich finde nichts dazu. Überlegenswert dabei ist es natürlich, wo die wegtransformierten Überschüsse bleiben.
Um den Strom für alle Anwendungen nutzen zu können, wären entsprechend 220V Wechselspannung dann wohl am effektivsten, aber...... wie erreicht man denn das? Hier klafft eine riesen Lücke.

hmm,in Videos wird alles gezeigt wie er das macht,und was er gemacht hatte.Können Sie sagen welche Erklährungen Sie haben wollen,oder stellen Sie die konkrete Fragen dann versuchen wir Antwort geben.

Hi Ekofun,
oben stehen die ersten Fragen schon, aber dazu noch Im Video wird im Test gezeigt, (bitte nicht festnageln) 9V werden bei 4m/s erreicht. Juhu, funktioniert, dann 2 Folgen der Berechnung, um die Spannung zu verdoppeln. Warum? Jede 2. Spule verbunden, dann in Reihe, bringt doch auch das doppelte. Was verstehe ich hier nicht? Was passiert, wenn der Wind ein bisschen kräftiger wird, dann ist doch auf einmal etwas mehr da. Dann brauche ich den Spanungsverdoppler doch auch nicht mehr. In diesem Beispiel wäre es sicher nicht vorteilhaft, den Akku mit so viel Spannung zu belasten.

Entschuldigt bitte, wenn es eine simple Sache ist, die ich hier nicht verstehe, da ich dazu auch nichts finde und für alle immer alles ganz einfach ist, schäme ich mich schon fast, danach zu fragen.

[OPTI-Maler]

Hallo Egal...

Der Wendler scheinst Du ja mal nicht zu sein, der steht ja auf schicki micki

Schämen muss man sich hier schon mal überhaupt nicht, vor allem nicht wenn es um den Geni bau geht, da kann ich Dich sehr gut verstehen:-)
Das schöne ist, das dieses Forum ja eine Plattform dafür gibt, seine Fragen beantwortet zu bekommen, und das wir uns gegenseitig helfen ,ich denke das war auch der Gedanke den Bernd hatte als er dieses Forum Gründete.
Vielleicht solltest Du Dir mal erst Gedanken darüber machen was Du denn für einen Rotor bauen willst? Du hast ja bestimmt verfolgt hier in diesem Forum was für große Unterschiede es gibt alleine schon durch die Drehzahl und den Drehmoment von verschieden Typen von Rotoren, alleine das ist schon ein Grund zu überlegen was Du für einen Generator benötigst, das verhindert viele Fehler, die ich zum Beispiel gemacht habe...
Ich denke Bernd und auch Ekofun sind da so fit im Geni bau das sie mir, Dir und auch anderen es so erklären das wie es alle verstehen können.
Es wäre schön mal eine Seite zu machen die den Aufbau schritt für schritt erklärt, mit Fotos, evt mit kleinem Video dazu, dann kann ihn jeder selber nach bauen.
Das ist im Internet etwas dünn und vor allem verwirrend beschrieben vor allem wenn man keinen Plan davon hat wie zb ich...das ist mir auch schon aufgefallen als ich mich damit beschäftigt habe da kann ich" Egal " nur zustimmen.

Lg Udo

[Ekofun]

Hallo Egal,

versuche eine Antwort zu geben....

In Spulen wird Spanung induziert wenn sich ein Magnetrotor dreht.Diese Spanung wird um so größer wenn:

wirksame Länge der Spulen größer ist,wenn Flußdichte größer ist,wenn Drehzahl größer ist und wenn mehr Windungen Spule hat.

Wirksame Länge ist z.B. ein Magnet ist 40 mm lang,und andere 80mm Lang.Diese Magnet hat doppelte Länge und doppelte Wirkung.Spulen haben zwei Seiten(Schenkel) die wie Magnet lang sollen sein,Bereiche die auserhalb sind haben keine Wirkung,und je größer diese Bereiche sind sind auch Verlusste größer.

Magnetrotor dreht sich im Stator,da sind Spulen befestigt.Zwischen Spulen und Magnetrotor ist eine Abstand,so genannte Luftspalt,und vom diesen Luftspalt hängt unter anderem Höhe der Flußdichte.Je größer Luftspalt ist um so kleiner ist Flußdichte in Spulenraum.Also Luftspalt so klein wie möglich halten.
Und Flußdichte hängt vom Magnetenart,Ferritmagneten sind schwächsste aber bilig,Neodymmagneten sind die stärksste aber Teuer.Aber vom Flußdichte hängt auch Spanung ab.
Spanungshöhe hängt auch vom Windungszahl und Drehzahl.Mehr Windungen = mehr Spanung bei gleichen anderen Parametern,und auch mehr Drehzahl = mehr Spanung.
Das ist was Sie sagten "bischen mehr Wind dann mehr Volts",ja Windrad dreht schneller und Geni dreht schneller,dann ist auch Spanung höher.
Das im Video ist gezeigt wie man das machen kann,aber um mir ein Geni für eine bestimmte Zwek zu bauen geht ohne Berechnungen nicht.Zwar ich kann ein Geni machen,aber der werde nicht geeignet sein für Anwendung die ich haben wollte,wenn er ohne Berechnung gemact wird.

Grüße

Ekofun

[egal]

Hi Ekofun,

vielen Dank.
Dazu gleich die Frage, wie verhält es sich dann mit der Stromstärke, die ja dazu noch sehr wichtig ist. Ich denke, diese wird sich dann auch mit steigender Drehzahl ändern. Liege ich richtig, dass sich diese dann auch erhöhen wird?

PS: Ich hoffe, es ist ok, wenn wir nicht in jedem Post ein langes Danke mit einbringen, denn wir wissen ja, wie viel Dankbarkeit unter uns in der Annahme und Frage nach Hilfe und Erläuterungen steckt.

[Ekofun]

Hallo Egal,

ja,ständige bedankerei ist nicht nötig,wir sind da um jede jedem zu helfen wo wir können,man kann nicht alles wissen,abr viele Leuten wissen viel,eine sehr wenig.

Ja,Du hasst recht,je schneller Geni dreht wird Spanung und Strom höher.Beide steigen linear mit Drehzahl in unbelasteten Zustand.Bei Last wird Leistungskurve leicht gebogen,sie ist nicht mehr grade.

Da kommen wir zu Verlusten die in Geniwicklung entstehen,Verlusten in Lager,und durch Wirbelströme.

Wicklung ist mit Kupferdraht gemacht, und Cu hat ein spezifischen Wiederstand von 0,0178 Ohm(Ohm ist Einheitsnahme für Wiederstände und wird mit Grichische Buchstabe Omega gekenzeichnet).
Wenn Wicklung mit dünne Draht gewickelt ist dann ist Wiederstand größer,mit dickere Draht ist er kleiner und dann haben wir mehr Ampere(Stromstärke) zu ferfügen.

Das wird ausgerechnet und bestrebt man Wiederstand(R) so klein wie möglich zu halten,dann sind Ohmische Verluste klein und Wirkungsgrad vom Geni höher.
Drahtdicke hängt vom gewünschte Stromstärke und zulässige Stromdichte pro 1mm^2 Querschnitt.Für Motoren und Genis ist Stromdichte max.6 Ampere pro 1mm^2 zulässig.
Verluste in Wicklung kommen durch Wicklungwiederstand.Z.B.Geni hat Wicklungwiederstand (Innenwiderstand) von 0,6 Ohm und andere Geni von 0,3 Ohm.Beiden wird eine Strom vom 9 Ampere genommen bei 14 V.

Erste Geni(0,6Ohm) hat Verluste am Wicklung: 9A^2* 0,6Ohm = 48,6 W und zweite Genni: 9A^2 * 0,3 Ohm = 24,3 W.
So hat zweite Geni auch größere Wirkungsgrad als erste,und diese Dinger sind wichtig bei entwerfen einen Geni,das wird am Anfang schon berechnet und Geni wird für ene bestimmte Anwendung gemacht,zu mindest mache ich es so.
Diese Verlustleistung wird ins Wärme verwandelt,so sind Motoren zimlich warm in Betrieb.
Geni für Akkuladen muss sehr kleine Innenwiederstand haben,und Geni für Einspeisung ins Nez wieder andere.

Auch Wierbelströme können größere Verluste verursachen,besonderes wenn man mit dicke Draht wickelt.So wird mit mehreren Drähten in Hand gewickelt,die sind dann deitlich dünner und dadurch Wirbelströme kleiner.

Wie Sie sehen kommen viele Sachen in Betracht bei bau einen Geni.

Grüße

Ekofun

[egal]

Erst einmal die Frage, ob so ein Generator für den Selbstbau eine empfohlene Variante ist oder gibt es andere Generatoren, die genauso leicht zu bauen sind, effektiver und günstiger in der Beschaffung wären?

Ich sage mal, wir nehmen dieses Kraftwerk/Windrad, um am Ende eine Spannung von 220V Wechselstrom zu erzeugen. Durch Wechselrichter, Trafos etc. inbegriffen.
Oder, ist es einfacher, effektiver einfach eine Waschmaschine(Motor) oder Lichtmaschine zu nutzen? Ich denke, es wäre Sinnvoll min 500 Watt zu erreichen. Schmunzel. Nein, was soll der Aufwand, wenn ich ne Batterie Laden möchte. Wäre das realisierbar?
Bisherigen Berechnungen des Videos zur Folge, liege ich bei etwa 500,00€ Anschaffungskosten für den Generator, wenn er so gebaut wird wie in diesem, bei ca. D=1000 mm ((157 Magneten 40x20x5mm 361,00€) + (Kupfer 1,5mm² 250m 144,00€)

Auf vorheriges würde ich dann eingehen.

Man kann irgendwie gar nicht sukzessiv vorgehen, da irgendwie alles ineinander spielt. Hmm, ob das überall im Netz das Problem war? gg