Vergleichstest Nabendynamos welcher taugt als Minigenerator?

[jb79]

Ach so, die " hatte ich übersehen.
Ebenso scheinbar die Bedingung, daß der magnetische Rückfluß über eine mitrotierende Metallglocke (beim einfachen Scheibenläufer) gemacht werden muß.
Das ist natürlich störend, weil die Masse ja auch erstmal beschleunigt werden muß, zudem muß das Ganze auch irgendwie hergestellt werden, ohne Drehbank geht da garnix.
Mit einer "nur" einseitigen Wicklung kann man aber einen einfacheren Kreislauf aufbauen. Die Frage ist jetzt, ob es besser ist, den Rückflußkreis als Stator zu machen oder wie die Magnetscheibe rotierend. Was wird wohl weniger Verluste bringen: ein Mitrotieren der zusätzlichen Masse (höhere zu bewegende Masse) oder ein Ummagnetisieren der feststehenden Metallscheibe (wäre dann eigentlich wie ein herkömlicher Motor ohne Bürsten).

[Bernd]

Ganz klar, ein feststehender magnetischer Rückschluss ist eine perfekte Wirbelstrombremse.
Das geht quasi schon mal gar nicht, ausser vielleicht wenn es kein Eisen sondern Ferrit wäre.
Die mit rotierende Masse, die bei den selbst gebauten Scheibengeneratoren meist aus einer Autobremsscheibe
besteht, ist ja erstmal energetisch kein Nachteil, wenn wir mal eine klein wenig erhöhte
Lagerreibung aussen vor lassen. Einzig die Reaktionen des Rotors werden etwas verzögert,
das allerdings auch in beiden Richtungen, also beim Beschleunigen wie beim Verzögern, das
heisst die grössere Massen kann auch mehr Energie zwischenspeichern. Es muss also nicht
zwangsläufig ein Nachteil sein.

Grüsse

Bernd

[Menelaos]

Hallo zusammen!
Warum probiert ihr es nicht mal mit einem solchen Motor:

http://www.kleinwindanlagen.de/Forum/ph ... 0&start=20

7 Watt sind doch ganz ordentlich möchte ich meinen. Dazu kostet das DIng knappe 10 Euro, coggt eigentlich kaum und passt super zu konventionellen Repellern....ein Schnittmuster welches wirklich passt wäre schnell erstellt wenn denn eine Leistungkurve für einen heilen 12 V Akku zur Verfügung stünde.

Ist vielleicht eine Alternative zum Nabendynamo.

Gruß

Max

[Andre]

Hallo Menelaos

schön das du auch den Weg zu uns gefunden hast und dich an unseren Generatordiskussionen beteiligen möchtest.
Also Max, herzlich Willkommen .

Dein Vorschlag diesen bei Polin sehr günstig zu erstehenden Motor als Generator einzusetzen, scheitert leider an
den benötigten (zu hohen) Drehzahlen um eine vernünftige Ladespannung zu erhalten. Wir hatten und haben
eigentlich den direkt angetriebenen Generator im Auge, um Herstellung, Verluste und Wartung des Windrades
so gering wie möglich zu halten. Idee dabei ist, das so ziemlich jede Schulklasse oder eben der gerade dazu
Lust hat, dieses Miniwindrad aus Teilen die man überall bekommt, nachzubauen. Ein erster Testrotor wurde
hier viewtopic.php?f=2&t=124 von Bernd vorgestellt. Wenn man bedenkt dass
man aus einer Dachrinne, einem Stück Plastik und einem Nadendynamo Energie erzeugen kann, find ich das schon
sehr beeindruckend. Vorteilhaft erscheint mir hier auch, dass hier keine Repeller gefertigt werden müßen, die, so
wie ich das sehe, viele Leute abschreckt, ein solches Projekt anzugehen.


Gruss
Andre

[Bernd]

Hallo Max, auch von mir ein herzliches willkommen in unserem Forum. Es freut mich sehr
das du dich auch bei uns angemeldet hast.
Max ich finde deine Einstellung gut Windenergie mit möglichst einfachen Mitteln zu nutzen,
denn gerade über den Weg des preisgünstigen Aufbaus finden viele, auch jugendliche, den Weg
zur Nutzung der Windenergie. Auch unsere Seite hat sich ja diesem Motto verschrieben, einfache
Nutzung der Windenergie.

Bislang wurden hier bei uns zumeist Vertikalrotoren besprochen, die sehr oft eine viel kleinere
Drehzahl aufweisen als Horizontalläufer. Das ist auch der Grund warum wir bislang auf der
Suche oder den Bau von Generatoren mit sehr geringer Drehzahl waren.
Der Fahrradnabendynamo ist, nach dem was wir bislang ermessen konnten, geradezu ideal
für ein langsam drehendes kleines Windrad von ca. 1/4 m².
Andre hat Dir ja schon den Link für unseren kleinen Prototypen gegeben. Eigentlich wollte ich
das gute Stück noch diese, spätestens nächste Woche dauerhaft in den Garten bringen, wofür
ich gerade einige Teile anfertige.

Grüsse

Bernd

[Carl von Canstein]

Hallo Max!
Jetzt bist Du auch von mir hier begruesst worden. Das mit dem super einfachen kleinen Windrad fuer Anfaenger ist eine ganz tolle Idee, wir geben uns jede Muehe das so perfekt (einfach und billig, dennoch stabil und leistungsstark) hinzukriegen. Das ist fuer Horizontallaeufer genauso eine gute Idee, vielleicht sollten wir dafuer sogar einen eigenen Thread hier eroeffnen. Bisher liegt unser Schwerpunkt bei Vertikallaeufern, daher muesste einer der Moderatoren evtl. eine neue Themengruppe eroeffnen. Unser Forum wuerde dadurch nur bereichert!
Gruss, Carl

[Menelaos]

Hallo zusammen und danke für die herzliche Aufnahme hier im Forum!
Ich bin nicht unbedingt der Meinung, dass ein Horizontalläufer schwerer zu bauen ist. Eine Schblone für einen Rohrflügler ist in 5 Minuten Arbeit errechnet und in weiteren 10 Minuten angefertigt. Für den gesamten Bau eines 2-Flüglers braucht man vielleicht 45 Minuten (so um einen Meter Durchmesser). Noch dazu kann ma ihn an sämtliche Projekte schnell anpassen und muss nicht erste ewig herumprobieren (was ja aber auch Spaß macht...)

Euren Rotor habe ich mir schon angeschaut und bin nicht schlecht begeistert. Ich war auf der Messe in Husum und kann euch sagen, dass es dort einige Produkte gerade im Bereich der Vertikalachsler gab die ganz gruselig verarbeitet und mehr peinlich waren als dass sie Kunden angelockt hätten, da müsstet ihr euch nicht verstecken denke ich.

Dennoch sieht die Erstellung eines solchen Rotors schon nach Arbeit aus die auch nicht weniger kompliziert ist als die an einem Rohrflügler.
Ich hab da auch noch einen kleinen Tip zur Umsetzung abzugeben. Für meine Repeller hatte ich mir damals 100 Naben lasern lassen und die Firma hatte gerade eine neue Maschine erhalten und mir diese stolz vorgeführt. Mit ihr kann man Bleche in jede erdenklich Form biegen, walzen und kniffen. Auch Rundungen sind kein Problem...und das ganze ist gar nicht so teuer wie man es meinen mag.

Die Außenteile (also die obere und untere "Kappe") mann gut aus Alu lasern lasen und aus dünnem Alublech den gebogenen Zwischteil den man dann auf die beiden Hltenaben aufneiten könnte. Dann kann man auch gleich diese beiden Naben mitmachen lassen. Das ganze dürfte nicht teurer werden als etwa 50 bis 80 Euro, je nach Stückzahl. Vielleicht ist das ja eine ALternative...vielleicht auch nicht
Und dan fällt mir als Generatoralternative, wie solls auch anders sein, mal wieder der Scootermotor ein. Er liefert pro 100 UPM etwa 1Volt und kostet auch nicht mehr als ein Nabendynamo. Es gibt da (Firma habe ich vergessen aber ich werde sie wiederfinden) einen kleinen Spannungswandler für Solarzellen der bis etwa 2 A belastbar ist, knapp 15 Euro kostet und jede Spannung zwischen 0,3 V und 10 V oder so auf Ladespannung für 12 V Anwendungen bringt.
Vorteilhaft daran wäre, dass selbst bei kleinen Drehzahlen schon Strom erzeugt werden kann, quasi sobald er sich dreht und dass die Leistung nach oben hin quasi nicht begrenzt ist....also jedenfalls käme da denke ich mehr raus als aus einem Nabendynamo. Noch dazu haben die Scootermotoren einen kleinen Innenwiederstand und eignen sich dadurch gut zum Batterieladen. Das nötige Anlaufdrehmoment beträgt etwa 0,015 Nm, Probleme beim Anlauf gäbe es also auf jeden Fall nicht. Kann man ja mal drüber nachdenken. Das wären gesamtkosten von knapp unter 50 Euro und da liegt ihr mit den Nabendynamos auch nicht viel besser...oder?

Gruß
Max

[Bernd]

Hallo Max, der Nabendynamo liefert aber pro 100 U/min unglaubliche ca. 25V Spitze und ca. 18V effektiv
und nicht 1V wie der Scooter Motor. Ja ich habe mich nicht verschrieben, es sind ca. 18V eff. bei 100 U/min,
natürlich Leerlaufspannung. Erst diese Eigenschaft, die man bei solch einem "Dynamo" niemals
vermuten würde, macht es möglich schon bei 30 U/min völlig ohne Getriebe mit einer einfachen Dioden
Verdopplerschaltung einen 12V Akku laden zu können. Ich finde diesen Vorteil exorbitant.

Ohne Getriebe wäre der Scootermotor für einen Savonius oder C- Rotor tatsächlich völlig nutzlos.
Um ähnlich hohe Spannungen zu erhalten müsste der Scootermotor über ein ca. 1:20 Getriebe angesteuert
werden, was das Anlaufdrehmoment leider auch um das 20 fache anwachsen liesse. Der Scootermotor
hätte allerdings den Vorteil einer wesentlich höheren max. Leistungsabgabe, allerdings bringt das nicht
so viel bei einem 1/4 m² Windrad, das bewusst auf die Nutzung geringer Windstärken getrimmt wurde..

Es ist halt immer von den zur Verfügung stehenden Drehzahlen und Leistungen abhängig welche Generatorbauform
gut zu einem Rotor passt. Das Windrad mit dem Nabendynamo ist ganz bewusst als einfach zu bauendes
Einsteigerwindrad ausgelegt. Wer deutlich mehr an Leistung aus seinem sehr langsam drehenden Rotor
ernten möchte und dafür einen einfachen, relativ günstigen Generator sucht, der sollte mal einen Blick auf
den folgenden Bericht werfen. Dort zeigt sich das die Einschätzung, zu der man ohne wirkliche Messungen
nur aus dem Bauch heraus im Kleinwindforum gelangt ist, unter Umständen deutlich korrigiert werden muss.
http://www.daswindrad.de/forum/viewtopic.php?f=8&t=156

Ich gebe Dir recht das sich ein einfacher Rohrflügler vermutlich einfacher und auch schneller bauen lässt
als ein Vertikalrotor mit durchströmten Profil, allerdings ist die einfache Bauart nicht unbedingt die einzige
treibende Kraft unseres Interesses an diese Rotorbauform.

Die Idee die Teile für einen C- Rotor evtl. professionell anfertigen zu lassen finde ich gut. Evtl. überschätzt
man die Kosten für bestimmte Lohnarbeiten und würde bei entsprechender Vergabe deutlich hochwertigere Teile
erhalten als man sie selbst je erstellen könnte. Ich denke da insbesondere an die Formung der Leitfläche, denn
ab ca. 1mm Alublechdicke ist das schwer selber sauber zu bewerkstelligen.

P.S. noch etwas zu deinem Wunsch einen Scheibengenerator zu bauen.
Max, ich bin der festen Überzeugung das die Positionierung der Magnete, so das sich jeweils Nordpol über dem
einen Spulenschenkel und der Südpol über dem anderen Spulenschenkel befindet, gegenüber der "bisherigen" Anordnung
bei der immer nur ein Magnetpol über einem Spulenschenkel steht, und der andere Magnetpol den anderen
Spulenschenkel nur gerade eben noch berührt, sehr deutliche ernergetische Vorteile bringt. Ich werde das im
Kleinwindforum nicht mehr kund tun, da man uns dort raus geekelt hat, ich wollte dir meine Einschätzung aber
nicht vorenthalten.
Der von Dir angesprochene Step up Wandler klingt sehr interssant, vielleicht findest du den Link noch mal wieder.

Grüsse

Bernd

[Menelaos]

Dass man aus einem Nabendynamo tatsächlcih solch hohe Spannungen herauskitzel kann finde ich sehr erstaunlich. Was mich and er ganzen Sache nur stutzig macht ist die Tatsache, dass er einen fürchterlich hohen Innenwiederstand hat, was das Batterieladen schwierig macht da dann ein Großteil der Leistung im Generator verbraen wird und den WIrkungsgrad extrem herabsetzt. Auch ist es doch so, dass ab einer bestimmten Leistung die Dynamos baubedingt begrenzt sind und deshalb ein weiterer Anstieg der Leistung verhindert wird...oder habe ich jetzt was verpasst...

Den Scootermotor mit Übersetzung zu nutzen, das steht völlig außer Frage, wird nicht klappen. Dashatte ich, da habe ich mich vielleicht etwas unglücklich ausgedrückt, auch nicht gemeint. Er soll direkt angetrieben werden. Dabei hat er ein ANlaufdrehmoment welches um ein vielfaches geringer ist als das eines Nabendynamos. Um auf die erforderliche Ladespannung zu kommen dient dann ausschließlich der Wandler welcher wie gesagt schon aus etwa o,3 Volt Eingangsspannung die nötige (einstellbare und stabilisierte) Ladespannung liefert.
Die Vorteile wären hier also zusammengefasst:

Geringeres Anlaufdrehmoment
gleicher Kostenaufwand
keine komplizierten Verschaltungen und gleichrichtungen notwendig
Geringer innenwiederstand der Spulen
besserer WIrkungsgrad

Davon mal abgesehen, hat ein Nabendynamo nicht auch ein eingebautes getriebe...? Oder wie komt der sonst so schnell auf Spannung?
Was ist eigentlich der aktuelle Stand der DInge?
Wieviel Ladestrom an einer 12 volt Batterie konntet ihr denn nun schon messen?

Die Kosten die ich jetzt für die maschinelle Herstellung des Rotors aufgeführt habe, kommen auch nur dann zustande wenn man in größeren Mengen baut. Nicht umsonst habe ich damals 100 Naben und 300 Rotorblätter von meinem Typ Repeller fertigen lassen...Man sollte auch nicht zu optimistisch sein.

Ich habe vorhin nochmal nach dem Wandler gesucht aber ihn nicht gefunden. Meine Fvoritenliste ist auf einmal leer..keine AHnung warum der Fuchs die auf einmal rausgeschmissen hat. Wenn ich ihn gefunden habe, werde ich den Link hier posten.

Besten Dank auch für den Tip zum Scheibengenerator. Es ist schwer, sich mit Halbwissen und als Elektronikmuffel vorzuarbeiten....es macht aber eigentlich schon SInn die Spulen auf Magnetbreite zu bringen. Ich muss mir das nochmal aufmalen und versuchen nachzuvollziehen warum das mit einem 3 Phasengenerator nicht klappen sollte. Man müsste doch ledeglich das Spulenloch anpassen bzw. etwas größer gestalten um die Verhältnisse wieder herzustellen. Kleiner als Magnetbreite darf es ja nicht werden aber wenns etwas größer ist schadet das ja nicht...bzw. sorgt höchstens für einen größeren innenwiederstand, da die "horizontalen", nicht effektiven Bestnadteile der Wicklung quasi verlängert werden. Das muss ich nochmal überdenken.

Schade übrigends dass ihr nicht mehr bei Kleinwindanlagen.de aktiv seid.

Gruß
Max

[Carl von Canstein]

Hallo Max!
Unser Rotor hat wie Bernd oben schon sagte, eine niedrige Schnelllaufzahl, dh. bei einem Rotor mit den Abmessungen 50cm x 50cm kann man bei normalen Windverhaeltnissen von um die 3-4m/sec keine hoeheren Drehzahlen ueber 100 U/min erwarten.
Das ist auch die Windgeschwindigkeit, die man am Boden und in Gaerten oder zwischen baulichen Objekten haeufig antrifft und fuer die unser Einsteigermodell noch gut funktionieren soll.
Gerade dort, also bei unguenstigsten und turbulenten Windverhaeltnissen sehen wir eine sinnvolle Nutzung fuer unseren Rotor.
Sobald wir den Rotor auf einen hoeheren Mast fuer staerkeren und gleichmaessigeren Wind stellen stellt sich die Frage, ob ein Horizontallaeufer dort nicht leistungsfaehiger sein wuerde.
Du musst unsere Einstellung zu unserem Rotor nicht missverstehen: Wir sind vor allem von ihm begeistert, weil er unter unguenstigsten Voraussetzungen eine gute Loesung ist!
Dein Bedauern, dass wir nicht mehr im Kleinwindforum aktiv sind:
Wir haben im Kleinwindforum eine abgeschlossene Arbeit abgegeben, und zumindest ich melde mich ja von Zeit zu Zeit dort.
Tatsaechlich verdanken wir Bernd einen enormen Entwicklungs- und Optimierungsschritt nach vorne an unserem Rotor und da seine Arbeit im Kleinwindforum ungluecklich und sehr falsch eingeschaetzt wurde, ist es verstaendlich, dass er dort nicht arbeiten kann.
Es wurde moniert, er mache zuviele Beitraege im Forum und gebe zu allem "seinen Senf"!
Wie dem auch sei, der Wechsel ist vollzogen, wir haben jetzt ein eigenes Forum mit Schwerpunkt auf Vertikallaeufer.
Ich selber haette absolut nichts dagegen, hier auch einen Themenbereich fuer Vertikallaeufer einzufuegen, damit Du Dein Thema des Rohrflueglers bei uns vorstellen kannst.
Dazu musste allerdings noch eine Beratung unter den Forengruendern erfolgen und gegebenenfalls eine Bearbeitung der Forensoftware.
Danke vorab fuer alle Deine hochinteressanten Anregungen! Es ware schoen, wenn Du bald bei uns Dein Spezialthema ausfuehrlich aufbauen koenntest!
Gruss, Carl