Scheibengenerator Berechnungs-Tool

[Savonius_Michel]

Hallo Arowana,

vielen Dank für deine prompte und präzise Antwort. Meine Frage ist beantwortet. Das heißt, dass mir jetzt noch mehr eingefallen ist, was mir noch unklar ist:

Ich nehme an, dass die Magnete sich deckungsgleich gegenüber stehen. Werden diese so montiert, dass die Pole gleich zur Statorscheibe stehen oder entgegensetzt.

N||N oder N||S ?

Verzeiht meine Unkenntnis, ich bin halt nur ein Mechanikus

Grüße

Michel

[Bernd]

Hallo Michael, die Magnete müssen sich immer anziehend gegenüber stehen, also N - S.
Deswegen ist bei der Montage grosse Vorsicht geboten denn die Scheiben entwicklen durch die Anziehungskraft
der Magnete extreme Kräfte. Zusammenbau nur mit Gewindestangen mit deren Hilfe man die Scheiben langsam
auf den richtigen Abstand zusammen bringt.

Grüsse

Bernd

[Savonius_Michel]

Hallo Bernd,

danke für die Aufklärung. Ja sicher, da muss man extrem vorsichtig sein, denn die Finger sollte man bei diesen Kräften nicht dazwischen bringen.

Ich baue gerade an Durchströmrotoren mit verschiedenen Flügelanzahlen. Ich wohne weit im tiefen Süden und habe nicht so schönen, gleichmäßigen Wind, wie die norddeutschen Windfreunde. Dementsprechend möchte ich die Energie auch bei niedrigeren Drehzahlen nutzen und die benötigten Ah zum Laden der Akkus mehr über die Stunden als über die Stromstärke holen. Da es keine Scheibengeneratoren zu akzeptablen Preisen zu kaufen gibt, denke ich darüber nach, einen Generator selbst zu bauen. Deshalb habe ich mit dem Tool (ich finde es super und bin völlig begeistert) gespielt und gedacht, bei folgenden Einstellungen ein akzeptables Design gefunden zu haben:

Einstellungen der Zeilen 5-7, dass ca. 48 U/min herauskommen. Das sollte für der Start der Einspeisung OK sein.
Anzahl Spulen: 18
Anzahl Mangetpole: 24
Systemspannung: 12V
Drahtdurchmesser 1,4mm
Drähte in Hand 1

Spulenabmessungen auf den Permanentmagneten 25x25x13 angepasst (N40). Die 30x30x15 waren mir zu teuer.

Der Wirkungsgrad von 63% in Dreieckschaltung ist durchaus akzptabel, denke ich.

Nun habe ich mal geguckt, was mich das Material kosten würde und habe einen einen Riesenschreck bekommen, dass ich in dieser Konfiguration für 48 Magnete ca. 290€ und 111€ für 180m Draht zu zahlen hätte. (Schluck!)

Jetzt denke ich mal, dass ich nicht der einzige bin, der sich mit Savoniusrotoren beschäftigt und vor dem gleichen Problem steht. Habt ihr schon mal einen Entwurf berechnet, der hier zu günstigeren Ergebnissen führt?

Zusatzfrage: Welche Spannung ist zu erwarten, wenn die Drehzahl auf 200 U/min steigt?

windige Grüße

Michel

[Bernd]

Du kannst auch einfach die Exceldatei anhängen, das spart Dir das Abschreiben der vielen Werte.
Kostenmindernd wirkt ein Getriebe und zwar enorm.
Ein z.B. 1 : 3 Getriebe lässt den Generator sehr deutlich schrumpfen und dementsprechend günstiger werden.
Vor kurzen haben wir auch Generatoren mit Ferritmagneten berechnet, die werden dann aber grösser vom Duschmesser,
dafür kosten die Magnete nur ein Bruchteil. Ferrit und Übersetzung wäre die günstigste Lösung.

12 Volt Akkuladung ist, wenn man keinen Wandler einsetzt, die teuerste Variante was den Generatorpreis anbelangt.
Grund ist der das der Innenwiderstand des Generators, wenn der Akku direkt geladen wird (ohne Wandler), sehr gering
ausfallen muss. Als Faustregel muss er unter 0,5 Ohm liegen für 300 Watt an 12 Volt.
Was hatte denn deine Variante in dieser Hinsicht ?

Grüsse

Bernd

[Savonius_Michel]

Hallo Bernd,

das mit dem anhängen der Datei war mir zu aufwändig, weil ich 2 Rechnern arbeite. Beim nächsten mal mache ich das aber...

Hast du einen Tipp für ein 1:3 Getriebe? Denn ich habe schon einen Generator (gekauft), der im fraglichen Drehzahlbereich schon 4V bringt. Das würde ich gerne probieren.

Ich hatte mich auch schon gefragt, ob das gleiche Ergebnis nicht auch mit einem 3phasigen Trafo zu machen wäre. Aus dem Generator kommt ja schließlich Wechselstrom und die Spannung könnte damit ja hochgespannt werden. Habt ihr da schon mal was probiert, denn ich denke, dass der Wirkungsgrad nicht schlecht wäre. Ein paar oberflächliche Suchen im www haben mich da eher in den Dschungel, als zur Erleuchtung gebracht.

Beide Methoden (Getriebe oder Trafo) beinhalten halt auch die Frage, was man bei höheren Drehzahlen macht, die über 30V hinausgehen? Denn ich hatte mir schon den Laderegler aus dem Shop der Kleinwindler ausgeguckt http://kleinwindanlagen.de/Shop-KWK/index.php?a=75 und der braucht mindestens 12V und macht bei 30V zu. Ohne Laderegler wollte ich das nicht machen. Da sind mir die Akkus zu schade. Es wäre halt toll, wenn es Laderegler gäbe, die die Eingangsspannung auch erhöhen würden.

Als Faustregel muss er unter 0,5 Ohm liegen für 300 Watt an 12 Volt.
Was hatte denn deine Variante in dieser Hinsicht ?

Die Exceldatei hatte bei den genannten Werten bei Dreicheckschaltung 0,46 Ohm, was sehr gut scheint, um den Wirkungsgrad hoch zu halten.

Schöne Grüße und vielen Dank

Michel

[Savonius_Michel]

Ich frage mich echt, ob ich einen Unsinn geschrieben habe, der irgendwen beleidigt haben könnte oder gegen eine mir nicht bekannte Ettikette verstoßen hat. Wenn dem so ist, möchte ich mich aufrichtig entschuldigen, weil es nicht meine Absicht war.

[Bernd]

Hallo Michel, aus irgendeinen Grund sehe ich deinen vorletztenBeitrag erst jetzt, sorry aber ich kann auch mal was übersehen.
Du hast gegen rein gar nichts verstossen.

Die Geschichte mit dem Trafo ist bei geringen Drehzahlen sehr hinderlich denn im Stillstand und bei sehr niedrigen Touren
wirkt der Trafo wie ein Kurzschluss und bremst den Generator stark. Da müsste man sich dann etwas überlegen wie man
das lösen könnte.

Als Getriebe könntest du Dir z.B. auch ein Riemengetriebe bauen. Als eine Lösung bieten sich z.B. die Riemen und Riemenscheiben
der Nockenwellensteuerung z.B. der VWs an. Ergibt pro Satz immer 1:2.
Auch gibt es immer wieder günstige Plantengetriebe wie sie beim Servomotor zum Einsatz kommen bei Ebay zu ersteigern.

Dein Laderegler macht zwar bei 30V dicht, aber die direkte Batterieladung für die er gebaut wurde belastet deinen Generator
ja so stark das dessen Spannung kaum über 15 Volt hinaus gehen dürfte. Eigentlich sollte das funktionieren.

Grüsse

Bernd

[Savonius_Michel]

Hallo Bernd,

danke für deine Antwort. Das mit dem Trafo ist ein berechtigter Einwand, das muss ich noch zu Ende denken.

Schön, dass ich mir nix zu Schulden kommen lassen habe und du nur den letzten Eintrag übersehen hast. ich guck und guck...

[Savonius_Michel]

Hallo mal wieder,

die Geschichte mit den Travos wird wohl nicht funktionieren. Bernd, da hast du recht. Die doch recht variablen Frequenzen lassen keinen käuflichen Travo recht funktionieren. Mit den Getrieben möchte ich mich nicht anfreunden.

So bleibt mir halt nichts anderes übrig, als auch einen Scheibengeni zu bauen, wie so viele vor mir.

Gerne werde ich nächste Woche mir mal erlauben, das von mir gefüllte Tool hier hochzuladen, um es zur Diskussion zu stellen, wenn es denn interessiert. Folgende Prämissen möchte annehmen:

12V bei höchstens 40U/min damit ich möglichst früh mit dem Laden beginnen kann. Auslgegung bei ca. 12m/s Wind 500 W. Ich rechne mit einer maximalen Drehzahl meines Vertikalen von 300 U/min bei ca. 20 m/s, wobei ich mir die Frage stelle, welche Spannung in dem Verlauf von 40-300U/min wohl erzeugt wird? Als ich den Generator von Menelaos im Internet gesehen habe, der in etwa die Dimensionen hat (Anzahl Magnete/Spulen), die ich mir auch so vorstelle, bin ich schon kräftig erschrocken, als ich die 150V bei 60U/min gesehen habe. Welcher Laderegler wird das wohl mitmachen, wenn der mal Drehzahl hat? Und wenn, was lässt er dann noch durch? Eigentlich wollte ich für mein Experimental-Rädle nur eienn einfache Laderegler hinter den Geni schalten, um mal die elektrische Leistungskurve (W/m/s Windspeed) so grob zu ermittlen (sowas wie dieser: http://www.garten-anlegen.eu/solar-shop ... 4-36v.html )

Bevor ich mit dem Bau des Scheibengenis anfange, sollten die Anschlußdaten schon zum Laderegler passen..

Schöne Grüße

Michel

[Bernd]

wobei ich mir die Frage stelle, welche Spannung in dem Verlauf von 40-300U/min wohl erzeugt wird?

Die Spannung verhält sich ohne Last genau proportional zur Drehzahl.
Beispiel: 40 U/min 12 Volt, 200 U/min 60 Volt.
Ein Scheibengenerator für direkte Akkuladung und maximal 500 Watt, der bei 40 U/min schon 12 Volkt liefert,
gleichzeitig aber sehr niederohmig sein muss (unter 0,5 Ohm) wird recht gross und teuer werden.

Stell mal deine Datei hier ein, ich gucker dann mal rein.

Grüsse

Bernd