Wasserkraftwerk optimal nutzen

[darthtaker]

Hallo

Leider habe ich bei meiner Teichanlagen keinen Stromanschluss.
Um einige wenige Verbraucher wie GSM-Router, Kamera, Raspberry PI für Temperatur Überwachung usw... (ca 25-30 Watt) zu betreiben musste eine Lösung her.

Um dies Umzusetzen habe mir eine kleine Wasserkraftanlage zusammengebaut:

wasserrad1
wasserrad2
wasserrad3


Es fließen ca 12-15 l/s durch ein 150mm Rohr bei einer Fallhöhe von ca 60cm. Das Wasserrad hat einen dm von 50cm und ist 20cm breit.

Neben dem Wasserrad ist eine 56cm Felge montiert die auf eine 5cm Riemenscheibe übersetzt ist. (Der Keilriemen hat einen Umfang von 3,5m damit der Generator weit genug vom Wasserrad weg ist.

Ich habe schon einige Generator ausprobiert und hab mit diesem das bisher "beste" Ergebnis erzielt.

Gleichgerichtet beträgt die Leerlaufspannung 30V
Bei einer 12V 21 Watt Birne bricht die Spannung auf 5V ein.
Bei einer 12V 5 Watt Birne auf 20V und es fließen 0,4A.

Gibt es überhaupt eine Möglichkeit hier mehr rauszuholen? Ich werde mal einen kürzeren Keilriemen ausprobieren aber sonst habe ich keine Idee mehr.

Wenn ich mir das Video von Herrn Schwarz ansehe müsste doch mehr erreichbar sein?

Ich habe auch bei den Kollegen von kleinwindanlagen.de nachgefragt. Dort hat ein User auf einen gewissen "Manfred" hier hingewiesen. Ich hoffe er liest den Beitrag^^

Danke für die Hilfe

[herbk]

Guten Morgen darthtaker,
guten Morgen und willkommen

bei Deiner Anlage handelt es sich mehr oder weniger um eine "Freistrahlturbine". Um dafür die maximal mögliche Leistung berechnen zu können bräuchte man noch die Geschwindigkeit (m/s) mit der das Wasser aus dem Rohr kommt.
In etwa gilt bei einer Freistrahlturbine aber: Du entnimmst dann das maximal mögliche, wenn die Turbine eine Umfangsgeschwindigkeit hat die halb so hoch ist wie die Austrittsgeschwindigkeit des Wassers. So wie das Wasser bei Dir über das Rad schießt, bist Du ein ganzes Stück vom Optimum weg...
Freistrahlturbinen benötigen Löffelförmige Schaufeln die das Wasser fast auf 0 abbremsen. Google mal nach "Peltonturbine"... - ganz so aufwendig muss das Rad nicht gleich geformt sein, aber da findest Du auch jede Menge erklärende Literatur zu.

Zum Generator kann man erst mal nichts sagen, den sieht man ja nirgends...

[jb79]

Hallo und willkommen!

Wie arbeitet deine Gleichrichtung, ist da nur der (Brücken)gleichrichter oder auch noch ein Glättungs-Kondensator?
Wie hoch ist denn die Wechselspannung im Leerlauf bzw. kannst du die Glühbirnen mal ohne Gleichrichter anhängen, denen ist es egal ob Gleich- oder Wechselspannung fließt. Das Meßgerät (sofern es kein True-RMS fähiges ist) macht es die Arbeit auch leichter, Messungen natürlich dann im AC Bereich durchführen.

Zur Strömungsgeschwindigkeit: Würde sagen, daß da etwa nur der halbe Durchmesser wirksam ist, oder täuscht das?

Falls ja, dann gibt das einen Querschnitt (halbes Rohr) von (1,5dm*3,14)/(2x4)=0,59dm²
Wasser hat ein Volumen von 1l/dm³, wenn also 12l Wasser durch einen Querschnitt von 0,59dm² müssen, so ergibt das 20,34dm/s, also ca. 2,03m/s Fließgeschwindigkeit.

Erstmal solltest du wie beschrieben dein Wasserrad optimieren, so daß das Wasser den Schaufeln nicht so leicht ausweichen kann.
Wenn der Generator dann eine hohe Spannung und niedrigen Strom bringt, so verlierst du einiges an möglicher Leistung, wenn du ihn durch hohen Strom bremst. Hier bietet sich der Einsatz eines DC/DC Wandlers an, um die zur verfügung stehende (hohe) Spannung mit niedrigem Strom in eine niedrigere Spannung mit höherem Strom zu wandeln.