Generator für Windmaster 500Watt

[Ekofun]

Hallo Arowana,

das sind keine blöde Fragen,und Fragen ist besser als nachsen.Sagen Sie,waren da nicht gerede vom Zwei Statoren,in mitte ist Magnetscheibe,links und rehts sollen normale Weise Statoren mit Spulen kommen.Also meine Rechnung ist für eine Stator,wenn Sie Zwei haben dann wen möglich: beide Statoren in Reihe(serien)schalten-dopelte Spanung,halbe Drehzahl leider halbe Leistung -,Paralel schalten:dopelte Leistung Drehzahl wie gerechnet und Getriebe erforderlich.
Das ist reine Theori es klapt, genau wenn Sie zwei Aaku haben ,können in Reihe(24V)oder Paralell(12v) aber dopelte Ah.Frage ist ob sich Statoren lassen so schalten,normale Wiese ja.Nachteil ist bei Reiheschaltung nur halbe Leistung wegen dopelte Inenwiederstand aber brauchen Sie halbe Drehzahl,ist logisch,oder.
Natürlich Sie können mehrere Statoren mit Spulen haben und damit gewinschte Ergebnis schaffen,aber Kosten gehen auch zimlich in die Höhe,mehr Magneten,Draht.

[Bernd]

Danke erstmal für deine Berechnungen.
Ist es nicht möglich mit einem 40 cm scheibengeni ohne übersetzung zu arbeiten?

Es ist möglich, aber nur mit kleinen Leistungen und grossen Verlusten. (Stimmt nicht ganz !! siehe weiter unten)
Der Grund sind die sehr niedrigen Drehzahlen die dem Generator nur zur Verfügung stehen.
Die Umdrehungsgeschwindigkeit des Generators geht im Quadrat in die Höhe der erzielbaren Leistung ein.
Wenn ich ein und denselben Generator halb so schnell drehe, habe ich nur noch ein viertel der maximal möglichen Leistung.
Je langsamer der Rotor dreht, umso grösser und teurer muss der Generator werden wenn er ohne Getriebe auskommen soll.

Oder hat jemand von euch schonmal versucht z.b. einen 15 bis 20 cm scheibengeni zubauen aber mit z.b. 3 oder 4 Statoren oder so?
Oder würde mir dass auch nichts bringen?

Es würde nichts bringen, zumindest zu wenig. Besser wäre es die ganzen Bauteile der 3 oder 4 kleinen Statoren zu nehmen und auf eine
Scheibe mit dem 3 oder 4fachen Durchmesser unterzubringen. Das bringt viiiiel mehr weil die Magnete da aussen auf der grossen Scheibe
viel schneller unterwegs sind.

Oder was würde passieren wenn ich einen z.b. 40 cm scheibengeni mit 2 Statoren und 3 Magnetscheiben (direkt unter dem Windi ) bauen würde
Also der hätte dann ja 24 Spulen und ich bräuchte 128 Magnete pro Magnetplatte 32 für 16 Pole?

Das ist möglich, aber mechanisch und preislich auch nicht günstiger zu lösen.
Es gibt nur zwei Wege, einen riesen Durchmesser mit entsprechend vielen Magneten und Spulen mit dem entsprechenden mechanischen
Bauaufwand, dann kann man ohne Getriebe auskommen. Oder eben viel viel kleiner und günstiger bauen, dafür dann mit Getriebe.
Es geht ohne Getriebe, ist aber teuer.

Ich werde nachher nochmal rechnen.

Grüsse

Bernd

[Bernd]

Ich habe mal ein bisschen mit dem Scheibengeneratortool herumgespielt und bin zu der Erkenntnis
gekommen das es mit 40cm Durchmesser und je 24 Magneten 40 x 40 x 5 mm auf jeder der beiden
Magnetscheiben machbar ist. Die Scheiben auf denen sich die Magnete befinden müssen dabei aus
Stahl sein um den nötigen magnetischen Rückschluss zu gewährleisten. Der Generator hätte dann um
die 40cm Durchmesser, plus minus ein paar Zentimeter.

Ich habe hier mal die Exel Datei zum download, da könnt ihr mal gucken. Das ganze kann man durch viel
ausprobieren mit den Eingabewerten vielleicht noch etwas verbessern.

P.S. Die Wirkungsgrad- und Leistungsangaben sowie die Leistungskurven im Tool bitte nicht beachten. Die beziehen sich
nur auf Batterieladung und nicht auf Einspeisung daher in diesem Fall völlig bedeutungslos.

EDIT:
Ich habe eine zweite Generatorverion mit nur 20 Magneten anstatt 24 hinzugefügt, auch das reicht noch mit
leichten Abstrichen beim Wirkungsgrad.


Grüsse

Bernd

[Bernd]

Das kniffelige an den beiden Generatorversionen ist das sie aufgrund der dünnen Magnete einen recht
dünnen Stator aufweisen. Das Spulenwickeln wird dadurch nicht gerade einfacher.

Der Wirkungsgrad bei Vollast von 500 Watt (ca. 4A und 125 Volt) liegt bei der 24 Magnetversion bei ca. 83 %
Der Wirkungsgrad bei Vollast von 500 Watt (ca. 4A und 125 Volt) liegt bei der 20 Magnetversion bei ca. 75 %
Auch 75% sind ein sehr guter Wert wenn man bedenkt das dieser "geringe" Wert nur unter Vollast auftritt.
Bei geringerer Last steigt der Wirkungsgrad bis über 95% an.

Wenn man im Wirkungsgrad unter Vollast noch etwas tiefer geht könnte der Generator sogar noch etwas schrumpfen.
Wenn gewünscht versuche ich das auch noch mal.

Grüsse

Bernd

[Menelaos]

Moin,
Prinzipiell sehe ich es so wie Bernd.
Allerdings werden die berechneten Spannungen und somit auch der resultierende Wirkungsgrad deutloc kleiner sein denn:

Unter Last sinkt die Spannung am generator ab, das muss bei der Erstellung der Wertepaare im wechselrichter beachtet werden. Man darf hier nicht mit der Leerlaufspannung rechnen. Da der Generator mit gut 6 Ohm schon einen recht hohen Widerstand hat, ist hier mit deutlichem Spüannungsabfall zu rechnen. Ich habe mir dafür mal ein Tool geschrieben mit dem man den Spannungsabfall bestimmen kann, amn ist erstaunt wie viel das mit zunehmendem Widerstand dann doch sein kann. Ich würde den Wirkungsgrad bei version 2 deshalb schon duetlich niedriger ansetzen, müsste man aber mal im EInzelfall checken. dennoch sollte das aber noch ausreichend sein

Gruß
Max

[Arowana]

Hallo alle,

Und erstmal danke für die Mühe!!!

Dass der Wirkungsgrad so niedrig wird hätte ich nicht gedacht! Aber ist halt wohl so
An deinen Berrechnungen ist mir aufgefallen dass du nicht Die Flussdichte von N52 genommen hast!

Also dann halt nochmal ein paar dumme fragen
Würde es etwas bringen wenn ich irgendwo zwei sagen wir mal 50 cm platten herbekommen würde und auf diesen je 16 Pole zu je 3 Magnete verbauen würde dass wäre nämlich genau die anzahl wo ich habe also 96 Stück ( 98 habe ich )

Eine andere Option wäre ich verkaufe Meine Magnete auf Ebay da könnte ich ja mitlerweile Millionär werden
Ich habe vor ca 1 monat bei einem Händler 60 Stück für 139,90 ( 2,33 pro Stück ) gekauft jetzt verkauft der selbe Händler 15 Stück für 114,90 ( 7,66 pro Stück ) ist schon der Wahnsinn was da so abgeht Da habe ich ja einen richtigen Schatz liegen^^
Und kaufe mir von dem Geld einen Generator mit eisenkern wie hoch wäre da der wirkungsgrad?

Schonmal danke für die Unannehmlichkeiten

Grüße Michael

[Bernd]

Eiserne Generatoren liegen grob gesagt um die 75 - 85% Wirkungsgrad, je nach Grösse, Qualität etc.
Es gibt durchaus auch Versionen die noch darunter liegen. 80% wäre eigentlich schon ganz gut.
Nur sehr wenige eiserne kommen im Wirkungsgrad noch höher als 85%.
Aber find erstmal einen eisernen für so extrem geringe Drehzahlen ! Ich kenne keinen der pro U/min
schon 1 Volt liefert. Da ist dann auch wieder Selbstbau angesagt.
Allerdings unterscheidet sich der Wirkungsgradverlauf zwischen eisernen und eisenlosen.

Der eiserne hat am Anfang, also bei geringer Drehzahl einen sehr schlechten Wirkungsgrad der deutlich
unter 50% liegen kann. Erst mit zunehmender Drehzahl steigt der Wirkungsgrad dann auf den
Maximalwert an und verbleibt dann in dieser Region um zur Nennleistung hin wieder etwas abzusinken.

Der eisenlose startet bei geringer Drehzahl und geringer Belastung meist mit über 95% und verliert dann bis zur
maximalen Abgabeleistung im Wirkungsgrad bis auf die in meinen Beispielen genannten Vollast Prozentzahlen.
Wenn du also bei Maximalleistung noch 75 oder 80 % hast, dann ist das durchaus ein guter Wert der aus meiner
Sicht eigentlich keiner weiteren Verbesserung bedarf, ausser man hätte sehr oft 500 Watt zu erwarten.
Da dein Windrad aber in den seltensten Fällen so hoch operieren wird, dürfte der Generator in den meisten Fällen mit
80..90 und mehr Prozent arbeiten.
Übrigens braucht meine vorgeschlagene 24 Magnetversion auch schon 96 Magnete, 4 x 24 Stück deiner 20 x 40mm Magnete.

Eine weitere Vergrösserung über die ermittelten Durchmesser hinaus würde mehr als 96 Magnete benötigen um den
zur Verfügung stehenden Umfang gleichmässig und flächendeckend mit Magneten und Spulen füllen zu können.
Durch diesen dann noch grösseren Generatoraufbau könnte man den Wirkungsgrad noch weiter steigern.
Aus meiner Sicht wäre das aber, wie gesagt, nicht unbedingt nötig.

Der Windmaster benötigt zur Erzeugung seiner Maximalleistung von ca. 500 Watt ca. 4 Ampere bei ca. 125 Volt.
Mit diesem 4 Ampere habe ich den Wirkungsgrad berechnet. Der entstehende Spannungsabfall am Generator ist dabei
natürlich schon mit eingerechnet denn dieser Spannungsabfall entspricht multipliziert mit dem Strom der Verlustleistung.
Der Wirkungsgrad entspricht dem Verhältnis abgegebene Leistung zu Verlustleistung bzw. zugeführte mechanische
Energie zu abgegebener elektrischer Energie.
Die Verlustleistung lässt sich aus P = I² mal R berechnen und hält sich aufgrund der hohen Spannung und der noch
"relativ kleinen" Leistung von 500 Watt trotz des hohen Innenwiderstandes des Generators noch in Grenzen.

Das die Leistungs- und Wirkungsgradangaben im Scheibengeneratortool ausschiesslich (!) für den ungünstigen Fall
einer direkten Batterieladung gelten, sollte im Tool noch viel deutlicher klar gemacht werden, sonst täuscht es den
Benutzern schlechte Werte vor die für ihren Anwendungsfall gar nicht nicht zutreffend sind. Möchte nicht wissen wie viele
den Bau eines Generators wegen der abschreckenden Leistungsangaben für direkte Batterieladung gleich wieder verworfen haben, obwohl sie doch gar keine Batterien laden , sondern einspeisen wollten.
Mir ging es zunächst genauso.

Grüsse

Bernd

[Arowana]

Hallo Bernd,

Ich habe mich jetzt nochmal reingelesen und in dem niedrigen Leistungsbereich wo mein Windy wohl steht sind die werte echt in Ordnung. Sieht alles sehr gut aus. Danke nochmal für all die Mühe die du dir gibst!

Dass mit dem Platz reicht ja aus bei deiner berrechnung mit den 24 Polen und 18 Spulen oder?
Bei deinen Berechnungen hat der Magnetscheibendurchmesser ja 43,5 cm da könnte es sein dass ich ein bisschen pressen muss falls ich nur eine 40 cm scheibe auftreiben kann.

Mal zu meinem Windy zurück ich habe da jetzt auch schon länger nichtmehr aktualisiert und hoffe da ich nächste woche Urlaub habe dass ich da ein ganzes Stück weiter komme

Gruß Michael

[Bernd]

Bei deinen Berechnungen hat der Magnetscheibendurchmesser ja 43,5 cm da könnte es sein dass ich ein bisschen pressen muss falls ich nur eine 40 cm scheibe auftreiben kann.

Ich glaube nicht das du 3,5cm Durchmesser durch "quetschen" einsparen könntest.
Wenn die Scheibe nur genau 40cm gross werden darf dann müssen wir etwas umplanen oder Modell 2 nehmen.
Am besten du gibts erstmal genaue Dimensionen vor.

Grüsse

Bernd

[Arowana]

Hallo Bernd,

Ich weis ich habe mich hier lang nichtmehr gemeldet. Tut mir ja leid^^
Und Zwar wollte ich dich mal auf dem Laufenden halten.

Die Version mit dem Windmaster ist vorerst aufgeschoben.
Und zwar weil mein erster Lenz nich zu mir kommt sondern nach Sachsen-Anhalt zu meinem Onkel.
Damit haben sich noch andere Faktorn geändert.

Also anstatt dem Windmaster wird das System jetzt auf einem Weinberg als Insellösung gebraucht.
Zur genauen Lage ich war da auch noch nicht aber es muss ein Kontainer 6 mal 2,5 Meter sein wo er drin bleibt wenn er nicht heim will

Genau kann ich leider noch nicht viel zu der Batterie sagen ich weiß nur das er viele große daheim liegen hat.
Laut meines wissens sind es Rollstuhl Batterien Voltzahl weiß ich leider nicht nur das sie viel speichern können zur zeit läd er sie noch daheim und fährt sie wieder raus
Ich weiß nur dass sie 1KW Speichern können. Ich würde mal auf 48 Volt tippen. Aber habe eigentlich keine Ahnung.

Also müsste der Generator ja darauf abgestimmt werden.

Ich hoffe ich Nerv dich nicht zu sehr

Gruß Michael