Scheibengenerator Berechnungs-Tool

[Bernd]

Hallo Michel,
mit den minus 6mm das bezog sich auf die Tatsache das das Tool die Spulenaußendimensionen nicht
richtig errechnet. Bei Michael war es z.B. so das nach Fertigstellung der Spulen eine Menge Luft zwischen
den Spulen verblieb.
Du willst ja erst die Spulen anfertigen und danach den Rest vom Durchmesser her dimensionieren, was aus
meiner Sicht eine sehr gute Vorgehensweise ist.

Die Leistungsmessung setzt einen möglichst konstanten Wind voraus denn den Gipfelpunkt der
Leistungskurve muss man mit Hilfe von mehreren Messungen, bei immer gleicher Windstärke,
erstmal finden.
Bin schon gespannt auf weitere Berichte von Dir.

Grüsse

Bernd

[Savonius_Michel]

Hallo zusammen,

tut mir leid, dass es so lange gedauert hat, bis ich mich wieder gemeldet habe. Aber in der Zwischenzeit ist wieder so viel passiert. Allerdings auch in meinem bescheidenen Windkraftprojekt.

Dank Unterstützung eines guten Freundes, haben wir den Generator analog zum Berechnungstool gebaut. Ich hänge da noch ein paar Bilder dran, die ihn in den Entstehungsphasen zeigen.

Ich muss sagen, dass wir uns sehr gefreut haben, als wir bei 60 U/min die angepeilte Leerlaufspannung von 12V auf dem Voltmeter gesehen haben. Mittlerweile ist er am Savonius angebracht. Das Maschinchen ist 1m hoch und hat einen Außendurchmesser des Stators von ebenfalls 1m. Im Inneren läuft ein 5-flügliger Rotor mit Ø 800mm.

Im Bezug auf die Spannung bin ich, wie gesagt sehr zufrieden. Ich hatte hinter dem Gleichrichter einen kleinen Datenlogger angeschlossen, der die Spannung aufgezeichnet hat und zusätzlich einen Logger, der die Drehzahl gemessen hat. Es war ein wenig knifflig die Datensätze übereinander zu bringen, aber für die grobe Aussage passt das schon.

Auf Leistung konnte ich ihn noch nicht testen, da entweder kein Wind wehte oder ich keine Zeit hatte. Ich hatte zwar einen zweckentfremdeten Laderegler für Solarpower aus der Bucht gefischt, aber irgendwie war das nicht zufriedenstellend. Als Last habe ich eine 80Ah-Batterie angeschlossen und dort einen 12-230V Wechselrichter angebracht. Allerdings hat der Laderegler nicht weit genug geöffnet und ist fast im Leerlauf weiter marschiert. Seit 3 Wochen bin ich Besitzer eines Ladereglers aus dem Onlineshop des anderen Forums. Aber aus o.g. Gründen stehen die Tests noch aus. Bei mir liegt hoch Schnee und der Rotor ist leider festgefroren.

Bin schon mal gespannt, was ihr dazu sagt

Euer Michel

Nach dem Ausformen, leider hat das Trennmittel versagt…

16092012060.jpg (81.07 KiB) 28762-mal betrachtet

[andreas]

Hallo Michel,

elektrisch hast Du wohl noch einiges zu tun, bevor dort ein sinnvolles Ergebnis rauskommt. Mechanisch auch, denn ein angefrorener Rotor hat gewöhnlich Konstruktionsmängel aufzuweisen. Immerhin muss man ab und zu mit Niederschlägen und Frost rechnen, damit sollte so ein Gerät in unseren Breiten klar kommen.

Die Metallschrauben als Spulenbefestigung sind ja nun grob daneben. Erstens gibt das ein prima Rasten des Rotors auf diese stählernen Schrauben und zum zweiten treten dort Wirbelstromverluste auf, welche die Schrauben erwärmen und den Ertrag schmälern. Im Magnetkreis (und engem Umfeld von einigen cm) hat kein Metall außer den Spulen etwas zu suchen!

Magnetisch unkritisch ist Messing, aber auch dort gibt es Wirbelstromverluste. Schau Dir Bernds Experimente mit den lose hängenden Kupferdrähten und dem dicken Magneten daran an. Das demonstriert diese Effekte hinreichend.

MfG. Andreas

[Savonius_Michel]

Hallo Andreas,

danke für die Hinweise. Die Schrauben war nur temporär angebracht um die Spulen beim Vergießen an Ort und Stelle zu halten. Da hast du natürlich unbestritten recht. Die Befestigungen hatte ich vorher schon entfernt.

Um den Rotor von dem Einfrieren zu bewahren, wäre Wärme ja nicht schlecht

Dass das Festfrieren generell ein Problem darstellt, ist auch klar. Für mich ging es erst mal darum, was ein Windrichtungsweisender Stator an einem Savonius verbessern könnte. Jetzt da der Generator funktioniert, lassen sich sicher bei unterschiedlicher Windstärke auch so etwas ähnliches wie ein Leistungsdiagramm zeichnen.

Grüße aus dem verfrorenem Allgäu

Michel

[f8iztjcc]

Hallo,

jutilise kurzem Taschenrechner Generator, übersetzte ich die beste
auf Französisch .... aber ich habe eine kleine Frage
Es hält den Gesamtmenge der beiden Magneten Scheiben oder einer Scheibe?

in meinem Fall 9 Spulen 24 Magneten??

ist das richtig

ich danke Ihnen für Ihre Hilfe
und ich entschuldige mich, wenn meine moyenement google übersetzen Text in Französisch übersetzt

herzlich
Jean-Claude Aus Frankreich Region Lille

[Bernd]

Hallo Jean-Claude,

ich nehme an du meinst den Punkt im Tool wo nach der Anzahl der "Magnet-Pole" gefragt wird ?
Gemeint ist die Anzahl der Magnete EINER Scheibe.
Zwei Magnete werden hierbei als ein Magnetpol angesehen.

Grüsse

Bernd

[f8iztjcc]

Hallo Bernd

Vielen Dank für Ihre sehr klare Antwort!
Dies ist, was ich versucht

Ich finde immer noch, was ich auf vertikale Turbine in einem Wind-Zone zu platzieren bedeutet,

ich danke Ihnen sehr
Jean-Claude

[Savonius_Michel]

Messreihe bei einer geregelten Last von 6A

Messreihe 6A.png (42.39 KiB) 27186-mal betrachtet

Hallo alle miteinander,

irgendwo im Forum hatte ich gelesen, dass man eine hohe Frustrationsschwelle haben sollte, wenn man sich zu dem Bau eines Scheibengenerators entschließt. Nun das ist zumindest in meinem Fall wahr. Es würde wohl das Forum sprengen und euch viel Geduld beim Lesen erfordern, wenn ich die vergangenen 2 Jahre hier schildern sollte. Gut ein paar Lacher & Schenkelklopfer könnte ich schon provozieren. Und die ganze Zeit habe ich auch nicht darauf verwendet, es gab auch noch weitere Projekte...

Ich möchte gerne berichten, was mein Kumpel und ich gebaut haben und was dabei herausgekommen ist:

Die Konstruktion wie oben beschrieben haben wir (mehrfach) gebaut. 18 Spulen 24 Magnete je Rotorscheibe, also 48 total. Mit dem Gerät haben wir bei der Hochschule Augsburg Versuche durchführen lassen, um die Effizienz des Generators zu ermitteln. Dafür konnten wir eine Haltevorrichtung auf dem Leistungsprüfstand entwickeln, die den Generator über einen Drehmomentsensor mit der Antriebsmaschine verband. Damit ermittelten wir die mechanische Leistung, die wir in den Generator übertrugen.

Die 3 Phasen wurden über einen einfachen Brückengleichrichter zu Gleichstrom gemacht. Wir maßen die Leerlaufspannung und die Spannung unter Last. Hier kann man schön den Spannungsabfall sehen, für den ich maßgeblich den Gleichrichter verantwortlich mache.

Aus dem Produkt U*I erhielten wir die abgegebene elektrische Leistung. Den Wirkungsgrad berechneten wir aus dem Quotienten aus Elektrischer / Mechanischer / 100 in %. Insgesamt wurden 5 Messreihen gefahren, mit unterschiedlichen Stromaufnahmen (1...8A).

Um nicht den Generator zu gefährden, entschlossen wir uns die maximale Drehzahl auf 180 U/min zu begrenzen. Deshalb konnten wir nicht die maximale Leistung des Generators messen, weil bei niedrigen Drehzahlen der Antriebsmaschine das Drehmoment nicht mehr ausreichte, um die Welle zu drehen. Deshalb bei rund 300W den Versuch beendet, da wir sonst höhere Umfangsgeschwindigkeiten gebraucht hätten.

Wie ihr aus dem Anhang erkennen könnt, konnten wir in der 6A Messreihe einen schönen Wirkungsgrad erreichen, der besser ist als im Tool prognostiziert! Ich denke, dass 81% bei 215W nicht zu verachten ist, wenn man bedenkt, dass allein der Gleichrichter über 5% "frisst". Ich glaube, dass wir mit ein paar kleineren Optimierungen auch noch höhere Werte erzeugen könnten. Beispielsweise haben wir aus Gründen der Fertigungsungenauigkeiten ( ) den Luftspalt erheblich gegenüber der Bemessung vergrößern müssen, um den Versuch durchführen zu können. Trotzdem liefen die Rotorscheiben immer noch ein bisschen am Stator an, was den gemessenen Wirkungsgrad noch weiter verschlechterte. Um mich nicht völlig lächerlich zu machen, lass ich den Rest der imperfekten Ausführung mal beiseite.

Alles in Allem, kann ich euch das Feedback geben, dass das Tool uns sehr geholfen hat, Generatoren zu bauen, die die Erwartungen erheblich übertreffen. Laut Tool haben wir mit einem Wirkungsgrad von 50-60% gerechnet. Das konnten wir hier ganz deutlich übertreffen. Allen, die hierzu beigetragen haben, mit Hirnschmalz und schlauen Kommentaren, möchte ich "herzlichen Dank" sagen.

Michel

[Bernd]

Hallo Michel und vielen dank das du uns abschliessend informierst was aus deinem Projekt geworden ist.

Hast du mal per Messgerät den Widerstand zwischen zwei Phasen ermittelt?
Aus deinem Werten entnehme ich das dein Generator einen Gesamtwiderstand von knapp 1 Ohm haben müsste.
Zwischen zwei Phasen dann geschätzt etwas über 1 Ohm.
Unberücksichtigt lasse ich bei dieser Betrachtung mechanische Verluste die sicher auch vorhanden sind.
Dafür sprechen schon die zunehmenden Verluste bei höheren Drehzahlen, die aber auch durch Wirbelströme entstehen können.

Was die Angabe des Wirkungsgrades innerhalb des Berechnungstools anbelangt so gilt diese immer nur für direkte
Ladung an einem niederohmigen Akku, z.B. einem dicken Bleiakku.
Durch den Akku als Last ist der Wirkungsgrad stark eingeschränkt. Das ist die ungünstigste Art einen Wirkungsgrad zu ermitteln.
Das muss man wissen wenn man die Wirkungsgradangabe im Tool beurteilt.

Deine Messung des Wirkungsgrades wurde mit konstantem Strom und gleitender Spannung ermittelt.
Das ergibt ganz andere, bessere Messergebnisse die bei niedrigen Drehzahlen eher mässig sind und sich mit Zunahme der Drehzahl immer mehr verbessern.
Je höher man die Spannung ansteigen lässt desto geringer fallen ohmsche Verluste ins Gewicht.
Bei noch höheren Drehzahlen würde sich der Wirkungsgrad sicher noch weiter verbessern.
Das gleiche gilt wenn du nicht 6A sondern weniger entnehmen würdest, wie es z.B. bei Ladebeginn der Fall wäre.


Grüße

Bernd

[Ekofun]

Hallo Michel,

aus erste Messung mit 10,6 V und 6 A Laststrom bekam 63,6 W,nehmen wir das es so ist.Innenwiederstand habe auch wie Bernd,1 Ohm bekommen.
Dann haben Verlusste durch Wicklung 36 W.Diese 36 W + 63,6W ist 99,6 W. 1% = 0,99W

P-Verlust = 36W/0,99 W = 34,4 % und P-Wirk = 63,6 %

Denke das Deine Geni deutlich bessere Wirkungsgrad hat als nur 52%

Grüße

Ekofun