Ropatec Eigenbau

[Ekofun]

Hallo Udo,

es ist Schade das keine größere D möglich ist so habe D auf 600mm begrenzt.

Daten:
Scheibengenerator-dualausführung
Scheiben 10mm dick
D = 600mm ausen
D-Rech. = 550mm
Spulen: 9 pro Fase,27 Spulen gesammt
Fasen 3
Luftspalt = 14mm
Flußdichte: = 0,6 T
Energiedichte: = 2,76 Joul pro Pol
Wirkungsgrad ca 96%
R-Geni = 1,77 Ohm ; P = 3,6 KW ; I = 9A/400V
R-Fase = 1,02 Ohm

Simu....

Udo4 50x25x12mm N38.jpg (359.05 KiB) 5195-mal betrachtet

Udo4-Energiepro Pol.jpg (351.56 KiB) 5195-mal betrachtet

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Windrad; 4,5m D x 4m H = 18m^2 Fläche: TSR ca 3 ; Wirkungsgrad ca 30%

Diese Leistung wird am Geni bei ca 10,45 m/s Wind erreicht,spätesten bei 11m/s.
.................................................Übersetzung 1:3,..... 1:4,.................1:5
Drehzahlen vom Windrad belasstet:............................Geni :...................................Erwartete Leistung

3m/s = 26,7 U/min...............................80,1 U/min ;...106,8 U/min ;....133,5 U/min ;....85,4 W
7m/s = 62,3 U/min..............................186,9 U/min ;...249,2 U/min ;....311,5 U/min ;.1085,0 W
11m/s = 98,0 U/min..............................294,0 U/min ;...392,0 U/min ;....490,0 U/min ;.4209,0 W
13m/s = 115,7 U/min.............................115,7 U/min ;...462,8 U/min ;....578,5 U/min ;.6947,0 W
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Wird vortgesetzt...........

Grüße

Ekofun

[herbk]

Guten Morgen Ekofun,
welche Magnetgröße hast Du dafür genommen? - und weshalb ist kein größerer D möglich?

...Wirkungsgrad ca 30%

ich denke das ist deutlich zu hoch angesetzt... In allen ernst zu nehmenden Publikationen die ich gelesen habe liegt der maximal mögliche Wirkungsgrad für H-Rotoren bei 37%. Wie diese Zahl zustande kommt, dazu habe ich allerdings noch nirgends eine Formel oder Erklärung gesehen...
Gehen wir jetzt mal davon aus, dass sie stimmt...: Dann ist das aber nur das, was der Luft mit den Flügeln maximal entnommen werden kann, nicht die Wellenlweistung. Diese 37% wird man aber nur erreichen, wenn das aerodynamische System gaaanz optimal ausgelegt ist, wovon wir aber noch meilenweit entfernt sind.... (siehe Diskusion oben).

[Bernd]

Ich wusste gar nicht das Udo jetzt einen großen Scheibengenerator bauen will.
Ich dachte er hätte gerade seinen teuren Generator überholen lassen ?
Hmm... ich hab mal zurück geblättert und nirgend wo gefunden das Udo nach dem Bau eines Scheibengenerators gefragt hätte?



Grüsse

Bernd

[herbk]

Moin Bernd,
ich gleube Ekofun möchte ihn dazu überreden...

[Ekofun]

Hallo zusammen,

in einen Koresspodenz mit Farmer hat Udo gesagt das er am liebsten einen Geni hätte der schon mit 100 U/min seine Leistung abgibt (oder mit noch weniger U/min) und zwar ohne Übersetzung.
Sagte,es gibt solche Genis aber sind sehr teuer.

So habe Ihn gesagt das man sich das selbst machen kann günstiger aber denoch wird es teuer.So habe gesagt das D soll groß sein um am viele Pole und große V-Wert zu kommen.Und es wird teuer solche Geni zu bauen.

So hat mir Udo geantwortet das D max 700 mm sein kann weil er kein Platz hat.Auch hat Er Wunsch das Übersetzung nicht mehr als 1:3 ist.

So habe diese Magneten gefunden: 50 x 25 x 12mm N38 und Simulationen gemacht.Weitere Ausrechnungen werden volgen für 3 verschidene Übersetzungen 1:3 , 1:4 , 1:5 so kann man sich welche aussuchen.

In Bücher habe auch gefunden das Wirkungsgrad vom Darius biss 40 % angegeben wurde,so habe es auf 30 % festgelegt.Mit Allufligel die vorher am Windrad waren hat Udo gute Ergebnise,und TSR ist um 3,so habe diese Werte genommen.Natürlich sind das "ca" Werte,aber in Nehe der ausgerechnete Wert,glaube ich.

Ich melde mich wieder.........

Grüße

Ekofun

[OPTI-Maler]

Guten Morgen:-)

Nein das will Ekofun nicht...gut vielleicht ein kleines bisschen

Ich muss aber erst gehen lernen bevor ich laufe aber ich glaube schon das der Geni auch dabei eine Rolle spielt, aber erst werde ich mal gute Flügel bauen.

War eben noch mal in der Werkstatt und habe mir noch mal eine Schablone von den alten Flügeln raus geholt und zwar die wo mir der Flügel durch die hohen Fliehkräfte nach Außen verbogen wurden. Die wahren richtig schnell und ein Flügel ist mir Nachts bei einem starken Stürm weg geflutscht:-)mit denen hatte ich schon 900 Watt auf dem SMA geschafft bei 9m Wind und der Rotor war viel kleiner 3m Durchmesser und 3m Flügelhöhe, die möchte ich jetzt in GFK machen wie die jetzigen,sie sind aber 15cm kürzer nur 40cm breit mit diesen Flügeln komme ich unter 10Kg nach meiner Rechnung mit Halterung und Alu Rohr.

Habe gestern mal den Anstellwinkel verstellt ,es so nach Gefühl ca 20 Grad und sie laufen besser, viel besser aber immer noch nicht so wie ich es gerne hätte, er läuft jetzt zwar auch bei einer Übersetzung von 1:6 bei 3m an kommt aber selbst bei 6m Wind nicht über 200 Volt da waren die andern Flügel schon bei 300 Watt und mehr.
Habe auch den Ginlong jetzt im griff und wenn ich dem Geni vor 200 Volt etwas entlocken will, macht er immer noch Geräusche ich denke das er so gebaut ist das er erst bei 200 Volt anfängt brauchbare Energie abzugeben und sich im unteren Bereich sich da schwer tut und anfängt zu Vibrieren, das ist aber nur dann wenn ich den Ginglong anhänge der SMA geht ja nicht unter 200 Volt..

Meine Frage ist wäre es sinnvoll 6 Flügel zu bauen bekomme ich dann nicht etwas mehr Laufruhe in der Rotor und ein Besseres Anlauf verhalten??
mir ist gestern aufgefallen das wenn ein Flüge quer zur Windrichtung seht er sogar bei mehr als 3m Wind nicht anläuft
wenn er dann richtig steht hat man schnell vortrieb.

Lg Udo

[OPTI-Maler]

Ekofun und ich wollte überlegen eine Geni zu bauen

Ich habe nur nicht so viel Ahnung davon und auch nicht so viel Zeit mich Intensiv damit zu beschäftigen.

Würde schon gerne eine Geni bauen wenn das andere alle klappt um alleine schon das Übersetzungsproblem nicht mehr zu haben. habe Ekofun von dem Ropatec Geni erzählt der mit 72 Polen bei 100 U 6 KW Leistung bringen sollte.
Das Problem ist nur das ich so einen schweren Geni nicht seitlich neben dem Mast Lagern möchte wie der jetzige. Ich möchte ihn gerne wenn es geht in Boden nähe haben um das Gewicht oben weg zu bekommen, alles was oben hängt und Gewicht hat bringt große Hebelkraft.
Der Mast hat aber innen nur Platz für 700mm Durchmesser.

Meine Frage war dann ob es nur über den Durchmesser zu erreichen ist oder durch dickere Wicklungen und Stärkere Magneten den Durchmesser zu verkleinern..

Lg Udo

[herbk]

Hi Udo,
900w bei 9m2 Rotorfläche - das währe ein netto Wirkungsgrad von etwa 22%. Da das ja Netto ist, könnte der Rotor dan tatsächlich bei 30%, evtl sogar etwas darüber, liegen. Mach doch mal ein Foto von diesem Profil...

[Ekofun]

Hallo Udo

Geni den ich jetzt als Beispiel rechne hat 600mm D ausen,D-Rech.ist 550mm.
Magneten,50 x 25 x 12mm sehen Sie Simu.B = 0,6 T in Luftspalt von 14 mm.
Gerechnet wird auf 400V und 3,6 KW weil Ginlong bis 9 A DC geht,so ist Strom immer 9A(biss jetzt).
Querschnitt erechnet sich nach Faustregel Q = I / 5,das ist dann 9A / 5 = 1,8mm^2 oder man rechnet von Anfang an mit Innenwiederstand des Genis über gewünschte Wirkungsgrad.Rechne mit Wirk = 96% und Verluste sind nur 4% in Watt.

Dann ist P-Verlust = 3600W *4/100 = 144 W.Damit rechnet man Wiederstand vom Geni, P = I^2 * R ; R = P / I^2 so bekommen wir 144W/81 = 1,77 Ohm,das ist Innenwiederstand vom Geni,dann soll eine Fase 1,77 Ohm / 1,73 = 1,02 Ohm haben.
R = 1 Ohm pro Fase!Jetzt sollen Windungen ausgerechnet werden,rechne mit Höhsstwert,mit 400 V Spanung.
Vorgesehen sind 9 Spulen pro Fase und 36 Magneten pro Scheibe,Scheibe in Simu ist 10mm dick.

Es volgt: (400V / 9) / 1,73 = 25,7 V = 26 V pro Spule.Das rechne mit 13m/s Wind und Übersetzung von 1:3
Windrad dreht dann 115,7 U/min und Geni 115,7 * 3 = 347,1 U/min.Noch "V/ms" rechnen:
V = 0,55m * 3,14 * 347 / 60 = 9,99 m/s. Damit können wir Windungen pro Spule rechnen.

Wdg. = 26V/B*L*V*1,41 = 26V/0,6T*0,05m*9,99m/s * 1,41 = 26 / 0,42 = 61,9 = 62 Wdg.1 Wdg hat 0,32m(bei mir) so Spule hat dann ca 20m Draht und Fase dann 180m Draht.
Rechne R pro Meter; 1Ohm / 180m = 0,0055 Ohm.Querschnit ist dann 0,0178/0,0055 = 3,24mm^2.
Wicklung mit 4 Drähte in hand von 1,02mm dicke,wenn Platz ist,wenn nicht dann muss Übersetzung größer werden.

Probe: 180m Draht ,3,24mm^2 Querschnitt,R = 0,0178 / 3,24 * 180 = 0,9888 Ohm ; Geni hat dann 0,988*1,73 = 1.709 = 1,71 Ohm.

P-Verlust = 1,71/ 9^2 = 138,5W .P gesamt = 3600 W,1% = 36W. P-V = 138,5/36 = 3,85 % und Wirkung = 96,15%

U bei 13m/s wind = 0,6T*0,05m*62Wdg*9,99m/s*1,41 * 9Spulen * 1,73 = 407,9V laut Matte.Und bei 3m/s Wind:
V = 2,3m/s. U = 0,6*0,005*62*2,3*1,41*9*1,73 = 93,9 V laut Matte.

Je größer Übersetzung ist braucht man weniger Windungen und damit hat man Platz für Querschnitt.
Bei Ü = 1:4 = 45 Wdg ; bei Ü=1:5 = 37 Wdg.Da weniger Draht dann kann auch Querschnitt kleiner werden,aber neu ausrechnen wie oben.

Grüße

Ekofun

[Bernd]

Meine Frage war dann ob es nur über den Durchmesser zu erreichen ist oder durch dickere Wicklungen und stärkere Magneten den Durchmesser zu verkleinern

Nein das funktioniert so leider nicht den Durchmesser durch bessere Bauteile zu verkleinern denn man verwendet ja schon
die besten Magnete die es gibt und die größten Spulen die vom Platz her überhaupt möglich sind.

Je geringer die Drehzahl wird bei der man eine bestimmte Leistung erzielen will desto teurer und vom Durchmesser her größer wird das ganze.
Es gibt in Deutschland einen großen Darrieus Rotor bei dem hat der Generator mehrere Meter Durchmesser, dafür aber kein Getriebe.

Ich glaube aber nicht das dein jetziger Generator der Grund ist warum du teilweise weniger erntest als du erwartest.
Der Generator kann immer nur das umwandeln was ihm die Rotorachse an Drehmoment und Drehzahl zur Verfügung stellt.
Arbeiten die Profile nicht so wie sie müssten stellt der Rotor zu wenig Drehmoment zur Verfügung, evtl. auch zu wenig Drehzahl.
Allerdings ist ein sehr leicht laufender Generator eine große Hilfe beim Anlauf eines Darrieus bzw. überhaupt für den Anlauf eines Windrades.
Deshalb sind eisenlose Scheibengeneratoren, auch weil sie sich vergleichweise einfach selber herstellen lassen, so beliebt.

Die Anzahl der Rotorblätter zu erhöhen kann nur dann einen Vorteil ergeben wenn die Anzahl zuvor zu gering war denn die Rotorblätter
beeinflussen die Luftströmung im und um den Rotor herum. Drehen sich zuviele Rotorblätter bzw. ist die Abdeckung des Rotorumfangs mit
zuviel Profilfläche versehen ergeben weitere Rotorblätter eher einen Nachteil.
Ähnliches gilt für ausgeprägte Anstellwinkel der Profile.
Sind die Winkel zu hoch wirken die Profile im Stand wie die eines Savonius Rotors, sie bilden eine Fläche gegen die der Wind drücken kann.
Solche Rotoren laufen dann zwar meist gut an, kommen aber nicht auf Touren und erzeugen kaum verwertbare Energie.


Grüsse

Bernd