Vergleichstest Nabendynamos welcher taugt als Minigenerator?

[Bernd]

Der Grund warum die Spannung gleichgerichtet so hoch ist liegt in der Tatsache begründet das
die Aktion selbige um den Faktor Wurzel 2 also ca. 1,41 erhöht. Warum das genau so ist entzieht
sich meinem bescheidenen Intellekt.

Hallo Tobi du hast Recht, die Spannungspitzen (Gipfelpunkt der Amplituden) liegen um diese 1,41
höher als der Durchschnittswert der Spannung. Wenn man diese Amplitudenspitzen nach unten klappen
würde, dann würde man damit genau die Täler zwischen den Amplituden damit auffüllen können.
Bei meiner Angabe 9,3V hatte ich aber schon unter "Last" gemessen und nicht im Leerlauf.

Im Lerlauf konnte ich am Elko unter den gleichen Bedingungen eine Spannung von knapp über 15V messen.
Das ist der Spitzenwert der Amplituden auf den sich der Kondesator auflädt. Unter Last sinkt das
ganze dann naturgemäß ab. Ich empfand 9,3V dennoch schon als sehr gut, immerhin waren es bei unter
1 Umdrehung/Sekunde. Liegt wohl aber auch am sehr guten Dynamo. Falls hier mal jemand von der Firma
"Schmidt Maschinenbau" mitliest, das ist der Hersteller der Dynamoserie "Son", dann würde ich mich
sehr freuen wenn ihr mir mal ein Prüfmuster von eurem Modell zusenden könntet. Ich würde dann einen
Test durchführen und das Ergebnis, was sicher positiv ausfallen würde nach dem was ich bislang über
diese Modelle lesen konnte, hier im Forum präsentieren was eine gute Werbung für euch wäre.

Ich habe vorhin zusammen geschaltete Mignonakkus mit 2,5Ah 6V mit dem Windrad geladen,
das ging problemlos. Bei dem Zimmerwind und nur einem kleinen Flügel natürlich mit geringer Leistung.
Du hast natürlich auch Recht das ein grosser Akku einen sehr kleinen Innenwiderstand hat und man daher
keine optimale Leistungsanpassung zum Generator erreichen würde, laden könnte man ihn aber trotzdem.
Aber richtig grosse Akkus damit zu laden ist ja auch nicht unbedingt das Ziel eines sehr kleinen Windrades.
Den Gleichstromwiderstand des Dynamos habe ich übrigens mit zwischen 2 und 3 Ohm ermittelt. (Je nach Dynamo)

Ich habe heute schon nach weissen LEDs Ausschau gehalten, denn diese passen wirklich prima zu diesem
kleinen Projekt. Ich habe hier noch eine bei mir gefunden die bei 3,5V und ca. 30mA (= ca. 0,1W) erstaunlich
hell ist. Sowas in der Richtung oder noch ein bisschen stärker werde ich mir zulegen.

An die Speicherkondensatoren mit Kapazitäten weit über ein Farad hatte ich auch schonmal gedacht.
Ich kannte die bislang nur unter der Bezeichnung "Gold Cap", aber da hinke ich wohl der Zeit hinterher.
Nach meiner derzeitigen Einschätzung liefert der Nabengenerator aber zuviel Energie um sie in so einem
Kondensator unterzubringen ohne das der all zu schnell "überläuft".

Grüsse

Bernd

[jb79]

Die Idee mit 2 Generatoren an einem Windrad finde ich schon recht gut, könnte man die nicht auch gleich als Lagerungen verwenden, oder halten das die Lager in den Generatoren nicht aus?
Meine Idee dazu: Die Generatoren werden um einen halben Pol versetzt eingebaut und jeder Generator erhält einen eigenen Gleichrichter, die man dann parallel schaltet. Dadurch erhält man eine pulsierende Gleichspannung doppelter Frequenz und kleinere Impulsströme bei der Kondensatorladung.

Wenn man die Generatoren richtig ausrichtet, dann wäre mit 3 Generatoren sogar eine Stern/Dreieckschaltung mit 3-phasiger Gleichrichterbrücke und noch geringerer Welligkeit möglich, die Frage ist, ob sich der finanzielle und mechanische Aufwand rechnet.

[Carl von Canstein]

Hallo jb79!
Das mit zwei oder mehr Generatoren an einem Windrad hat ein Haekchen! Wenn man die Generatorwellen zweier oder mehr dieser Nabendynamos mechanisch an den Drehachsen koppelt und auf dem oberen Achskopf das Windrad die Rotation der inneren Drehachse besorgen laesst, dann haben wir ein Problem - Houston - !
Die Kabel mit der Stromabnahme drehen sich mit der Drehachse mit! Anders, wenn das Windrad statt auf der Achse auf dem Nabenmantel wie bei Bernds Versuchsanordnung befestigt wird, geht das mit einem Nabendynamo ganz gut, befestigen wir jedoch das Windrad auf zwei oder mehr Nabendynamos, so ist es die Tragarmverbindung zu den Fluegeln, die nur die Anschlusskabel des untersten der evtl. des oberen Nabendynamos freilaesst! Wie sollen aber oben die Kabel frei laufen, wenn man dort nicht zusaetzlich noch eine Abspannung mit Kabelfuehrung baut? Unten lassen sie sich ja leicht am Mast entlang nach unten fuehren.
Zwei oder mehr Dynamos an einem Windrad entspraechen auch nicht mehr dem einfachen unkompliziertem Aufbau eines einzelnen Minilaeufers wie wir ihn anstreben.
Wir suchen doch nach einem Modell, welches klein und leistungsstark bei einfachem Aufbau und moderaten Kosten ist. Wer mit der Leistung eines so konzipierten Modells nicht auskommt und mehr Module (also einzeln stehende Windraeder) damit koppeln kann, in unbegrenzter Hoehe, hat meiner Meinung nach die besseren Aussichten. Frage ist nur Wii...
Wenn man nicht mehrere einzeln individuell aufgestellte Miniwindraeder mit je einem Dynamo untereinander verkabeln kann und so die Spannung ohne grosse Verluste verdoppeln kann, bin ich ueberfragt! Momentan sehe ich da noch keine andere Loesung. Kann man denn eine untereinander dreckige Frequenz zweier oder mehrerer Dynamos nicht verlustfrei gleichrichten? Da kenne ich mich leider nicht so gut mit aus!
Gruss, Carl

[Bernd]

Guter Einwand Carl, ich glaube mir wäre das erst aufgefallen wenn ich sowas konstruiert hätte,
also das man Probleme mit der Führung der Stromleitungen bekommen würde wenn man mehrere
koppelt. Einzig bei einem Rotor der oben und unten gelagert ist ginge es zwei von den kleinen
Generatoren enzusetzen, der eine mit seinen Stromanschlüssen nach unten weisend, der andere
nach oben.

Die Idee von Jürgen selber "Drehstrom zu machen" indem man Einphasen Generatoren, um 360 Grad durch
die Anzahl der Generatoren, versetzt koppelt ist auch eine pfiffige Idee. Immerhin könnte man das
bei besagten doppelt gelagerten Rotor, z.B. Savonius mit 180 Grad phasenversetzter Generatorkopplung so
machen. Das ganz wäre aber mechanisch sehr heikel denn es müsste ja nicht der ganze Generator um 180 Grad
versetzt gekoppelt werden sondern, wie Jürgen schon richtig schrieb, die Länger zweier Rastungen (zwei Amplituden)
um 180 Grad und von diesen Rastungen gibt es bei meinen Modellen 28 Stück pro Umdrehung.
Der Versatz würde also nur wenige Millimeter betragen. und müsste immer konstant bleiben. Aber dadurch könnte
man dann schon vor der Gleichrichtung die Generatoren in Reihe schalten und würde die Diodenverluste des
entfallenden zweiten Gleichrichters einsparen.
Im Grunde gefällt mir diese Idee für einen doppelt gelagerten kleinen Savonius Rotor mit zwei Nabendynamos
immer besser, denn auch die Befestigung am Savonius wäre einfach und stabil zu lösen. Man könnte die durchlöcherte
Aluplatte des Dynamos direkt mit den Savoniusscheiben verschrauben, wäre prima stabil. Einen Vesuch wäre es wert.

Carl man kann durchaus mehrere Windräder untereinander verkabeln und deren (zuvor jeweils gleichgerichtete)
Spannung in Reihe schalten. Nur vor dem Gleichrichten klappt das nicht, weil sich sonst, je nach Phasaenlage,
die Amplituden der einzelnen Wechselströme teils gegenseitig auslöschen würden. (destruktive Überlagerung)
Wie gesagt, nach dem Gleichrichten kein Problem. Jürgen hatte es nur noch etwas eleganter vor, das geht aber
nur bei mechanisch gekoppelten Generatoren und ist außerdem nicht unbedingt notwendig. Es geht auch so.
Ich würde da eher ein Problem bei der Verkabelung sehen denn bei diesen geringen Spannungen würde man hohe
Querschnitte benötigen um die Verluste im Kabel klein zu halten. Das Kabel sollte am besten nur einige wenige
Meter lang werden.

Grüsse

Bernd

[Carl von Canstein]

Ja Bernd, das geht sicherlich, einzig eben die Verkabelung mit kurzen Abstaenden ist ein saurer Tropfen! Ich habe mal nach Nabendynamos von Son geschaut, die scheinen alle auf 7V begrenzt zu sein.
Gruss, Carl

[Bernd]

Irgendwie geht dein Link nicht, aber vielleicht meintest du diesen hier:

http://www.komponentix.de/onlineshop/in ... ynamos.htm

Ich habe meinem Text oben noch noch was hinzugefügt, kannst ja nochmal gucken. (Savonius)

Grüsse

Bernd

[Tüftler]

Hallo zusammen,

der Antrieb mehrerer Nabendynamos mit nur einem Rotor, wäre einfach zu realisieren, indem man die Dynamos mit ihrer Achse auf einer gemeinsamen Trägerplatte anbringt, mit den Stromanschlüssen nach unten, oben auf dem Nabenrotor,
dem Speichenlochkreis befestigt man ein Kettenritzel vom Fahrrad und verbindet alle mit einer umlaufenden
Fahrradkette, den Windrotor befestigt man entweder direkt auf einem dieser Dynamos oder bei grösserem Rotor auf einer eigenen Achse, ebenfalls mit einem Ritzel versehen. Nach diesem Prinzip wäre auch gleichzeitig eine Übersetzung möglich, indem das Antriebsritzel einen grösseren Durchmesser hätte als die anderen. Möglicherweise wäre so auch eine korrekte Phasenverschiebung machbar, denn dafür müssten nur die Achsen auf der Trägerplatte verdreht werden.

Gruß, Ernst

[Carl von Canstein]

@Bernd!
Den kaputten Link von mir habe ich erstmal geloescht damit keiner damit in die Irre laeuft. Das mit dem Savonius und zwei Nabendynamos, zumindest aber mit einem (bei meinem aeroflexiblen) geht bestimmt einfach zu machen, ich stelle mir einen schmalen Rotor mit viel Umdrehungszahl vor, der entsprechend hoch ausgebildet ist damit er trotzdem auch das Drehmoment bringt. Ich habe heute meinen Savonius, der wie eine schmale lange Saeule aussieht draussen aufgehaengt, damit er sich schonmal einlaufen kann. Das ist dann aber ein aeroflexibler Savonius, dessen Blaetter aus PVC Tuch einfach durch Gewicht auseinandergezogen straff von der Lagerung oben herunterhaengen. Leider geht bei sowas die Syncronisation zweier Dynamos wahrscheinlich nicht, weil das Ganze fuer eine Festeinstellung zuviel Spiel (PVC Fluegel)hat. Aber fuer einen einzelnen Dynamo am Savonius geht das super, meiner ist 20cm breit und 1,20m hoch. Vielleicht muesste man einen aehnlichen mit 30cm Breite bauen, der dann sicher den Dynamo mit genuegend Drehmoment und flotter Drehzahl antreiben kann. Meiner war ja nicht fuer einen Nabendynamo konzipiert!

@Tueftler: Man sieht, dem Ingenieur ist nichts zu schwoer! Du hast vollkommen recht, im Prinzip geht das also, nur eben weicht sowas genauso wie unsere anderen Ideen bisher auch etwas vom eigentlichen Ziel, ein moeglichst einfaches und gleichzeitig effizientes Miniwindrad zu bauen, ab. Wir lassen unsere Gedanken schweifen und finden tolle Loesungen, am Ende wird das siegen, was total einfach und effizient ist. Alles komplizierte ist mehr etwas fuer Spezies wie wir es sind, um unsere Sinne zu schaerfen, der Normalverbraucher jedoch ist damit meist weniger gut bedient. Der braucht mehr etwas ganz einfaches Guenstiges, was leicht zu reparieren ist, wenn schonmal was anfaellt (besser nicht) und wenig Wartung dabei.
Ich meine ueberhaupt, wir sollten mit dem einzelnen Dynamo pro Windrad ganz zufrieden sein, 6V Batterien lassen sich damit sicher laden, und man kann auch von den Batterien ausgehend mehrere Windraeder miteinander koppeln, die Batt´s in Serie geschaltet auf hoehere Spannung fuer den Abgriff miteinander verbinden. Oder ist mir da wieder ein Denkfehler unterlaufen?

@Bernd Du bist der bessere Elektriker, checkst Du das oben noch mal durch bitte!

Vor allem freut mich eines: So wie die Dynamos am Windrad in Bernd´s Testserien bisher gezeigt haben, ist es damit jetzt schon moeglich, mit kraeftigen Led´s eine ordentliche Beleuchtung im Garten anzufackeln!
Gruss, Carl

[Bernd]

Ja Carl man kann auch die Batterien in Serie schalten. Ich finde die Idee von Ernst gut mehrere
Minigeneratoren über eine Kette zu koppeln. Ich selber bin zwar nicht so der Fan von Kettenantrieben
aber tatsächlich könnte man damit sogar phasenversetzten Drehstrom produzieren. Im Augenblick
liegt mein Focus aber auf dem Miniwindrad mit einem einzelnen Dynamo.

Gestern habe ich mir zwei Sorten von weissen LEDs bestellt. Einmal eine 5mm Version mit 17.000mcd
und einmal eine Extremversion 10mm mit 280.000mcd. Letztere nimmt dann wohl schon so um die
0,4W auf. Es gibt noch stärke Versionen aber ich will es nicht gleich übertreiben. Ich habe ca. 10 Solarlampen
im Garten und weiss das selbst die dortigen schwach angesteuerten weissen LEDs schon ganz schön hell sind.

Quizfrage:
wie lange brennt eine solche einfache Solarlampe wenn deren Akku (1x 1,2V NICD Mignon 800mAh)
voll aufgeladen wurde am Stück (z.B. im dunklen Keller) Ich habe das mal getestet. Bitte um
Abgabe einer Schätzung. Ich löse später auf.

Grüsse

Bernd

[Carl von Canstein]

200std. Carl