Ölfass Savonius

[Ölfinger]

So, nun bin ich soweit...
ich werde einen Generator selberwickeln!
Die Versuche mit den Fahrrad-Nabendynamos haben gezeigt, das bei heftigen Böen (bei meinem 40er durchmesser)
Geschwindigkeiten erreicht werden die doch ein erhebliches Geräuschniveau auslösen.

Unsinnig finde ich, für so kleine Rotoren etwas selberzuwickeln,
also entsteht in meinem Geiste ein neues Projekt;
jetzt kommen die Fässer!
Also ein Ölfass hat etwa 88cm Höhe und 57 cm Durchmesser,
wenn ich mich jetzt nicht zu sehr vertue wird mit einer 3 cm Welle, und 25 % Luftkanal etwa auch 88cm in der Breite draus.
Ich werde nachher zuhaus mal etwas Fotoshop malern...
Passend dazu möchte ich einen 3 Phasen Geni mit 9 Spulen und 12 Magneten dazu bauen.
Ich habe eine Menge Magneten aus alten Ami-Anlassern, die ich auf alte Bremsscheiben kleben will,
natürlich bin ich völlig ahnungslos wieviel magnetische Feldstärke da im Spiel ist.

Mal sehen wie ich das hinbekomme, erste Hürde ist jedenfalls 2 am besten gleiche Scheiben und idealerweise auch gleich noch eine passende Radnabe zu besorgen.
Als Idee steht auch noch im Raum, eine dritte Scheibe als Bremse zu benutzen, für alle Fälle

Auch geistert mir die Idee durch den Kopf mit einer Art Fliehkraftgewichten den Luftspalt einer Scheibe zum Stator variieren zu können,
dadurch könnte man doch den Anlauf erleichtern (?)

[Ekofun]

Hallo Öelli,

diese Magneten vom Anlasser,wie sehen die aus?, sind die schwarz und glatt wie Keramik oder sind nicht so schwarz.Warschenlich wenn die schwarz und glat sind, sind das Ferritmagneten,die haben eine Remanennz von ca max. 0,4T.Denke das Du in Luftspalt mit 0,18 bis 0,22 T rechnen kannst.Wäre gut wenn Du entdeken kannst was für Magneten das sind,können auch Anlico oder Smcobalt Magneten sein,und die sind deutlich stärker.In Grundlagen gibt es eine Tabelle mit magnetischen Werten von Bernd,da stehen T-Werte und andere für alle Magnetsorten.Wenn Du weiss welche das sind dann ist leicht nachschauen.
Dann mache Dir eine FEEM-Simu und dan kannst zimlich genau Windungen ausrechnen.

Dein neu Projekt finde sehr gut,gutes gelingen und viel Spaß dabei.!

Grüße

Ekofun

[Ölfinger]

hehe, ich habe wirklich auf Dich gehofft Eko, das ging ja wirklich fix.
Morgen radel ich wieder in meine Bastelhalle und mach mal ein paar Bilder.
Hier erstmal der Entwurf vom Fass, etwas doof zu berechnen, denn der Luftkanals sind ja 25% vom Gesamtdurchmesser.
Der aber ergibt sich ja den Fasshälften mit Abzug der Welle plus Luftkanal.
in etwa : D= 2d-(1/4xD+3cm)
wobei D der Gesamtdurchmesser , d Fassdurchmesser und die 3cm von der Welle sind.
Man ich hab mir immer so eine Mühe in der Schule gegeben, aber da war ich wohl grad Kreide holen...
Jedenfalls komme ich ca bei 89 cm für D an. So 100% ig ist das sowieso nicht mit den Maßen, wer schon mal ein Fass mit ner Flex getrennt hat kann sicher nachvollziehen das es nicht genau grade ist.
Allerdings habe ich auch heute die Maße aus dem Netz geholt, werde auch morgen nochmal genau die Fässer messen,
im Hinterkopf geistert mit irgendwas von 58 oder 59 cm Durchmesser der Fässer rum.
Es geht hier ja aber auch erstmal um die grundsätzliche Aufstellung, genaue Maße ergeben sich hinterher beim bauen;
für die Betrachtung hier sind die paar cm nicht ausschlaggebend.

[Ekofun]

Hallo Ölli,

nun,Deine Zeichnung ist ok,nur das ganze wird über D vom Fass gerechnet.Ich gebe Dir ein Beispiel wie ich das rechne.

Fass hat D (ausen) vom 60 cm.Luftkanal ist 25% vom D.Welle wird nicht ins Rechnung genommen(laut Buch).
Zuerst rechne ich größe vom Luftkanal: D = 60cm *25 % / 100 = 15cm.

Formel sieht so aus: r = (60 / 2 + (15 / 2)) / 2 = 18,75 cm, pro Flügel. Flügelbreite ist 18,75cm * 2 *3,14 / 2 = 58,9cm.
r = Flügelradius für Halkreiß (180 grad).

Wir haben jetzt r (18,75cm) und ziehen eine Lienie durch ganze Scheibe die durch Zentrum verleuft.Dann vom Scheibenrand messen wir 18,75cm auf Lienie und macen Punkt.Dann mit Zirkel nehmen 18,75 cm und auf die Linie Halbkreiss anzeichnen,vom andere Seite auch.So bekommst Du genaue Abmessungen.

Fass kannst gut durchschneiden mit dünne Trenscheibe,1mm dick,und zimlich grade,nur der Fass muss gut befestigt werden das er nicht wackelt.Welle ist unwichtig für diese Berechnungen,sie soll nicht mehr als 20 % der Luftkanal nehmen.In diesem Fall durfte die nicht mehr als 30 mm D haben.Aber denke das eine Welle mit 20 mm D genügt für diese kleine Savonius.
Hoffe das ich Dir helfen konnte.

Grüße

Elkofun

[Ölfinger]

Nu bin ich verwirrt

Also der Luftkanal soll 25% der Fass-Flügelbreite bekommen?
gut, Du hast da nu mit 60cm gerechnet, also 15 cm Luftkanal.


Bei meinen Testturbinen hatte ich 40 cm Gesamtdurchmesser und 25 cm Halbschalen, also einen Luftkanal von 10 cm, 25% vom Gesamtdurchmesser,
die Berechnung hatte ich aus Deinem Beitrag http://www.daswindrad.de/forum/viewtopic.php?f=27&t=1796

Das mit den dünnen Trennscheiben habe ich schon ein paar mal gemacht um aus den Fässern einen Grill zu bauen, da kam es nicht so sehr auf die Genauigkeit an.
Die Welle ist mit 30mm vorgesehen, da ich noch ein paar alte Propellerwellen in dem Mass habe.
Ich habe mich da aber noch nicht festgelegt, bei meinen kleinen habe ich nur Wellenstümpfe, also keine durchgehende Welle.

Eine andere Idee geistert mir aber auch noch im Kopf rum, ein variables Schwungrad mit Fliehkraftgewichten.
Beim Anlaufen liegen die Gewichte nah an der Welle und deren Masse beeinflusst nur wenig,
bei steigende Drehzahl wandern diese nach aussen und die dynamische Schwungmasse wird erhöht...

[Köpke]

Hallo Ölfinger,
du schreibst das bei "heftigen Böen [...] Geschwindigkeiten erreicht werden die doch ein erhebliches Geräuschniveau auslösen." Ich verstehe dich so das dies deine Erfahrungen mit den Fahrrad-Nabendynamos sind. Was meinst du wodurch die Geräusche entstanden sind? Eher der Savonius-Rotor selbst oder eher der Nabendynamo? Das würde mich interessieren, da ich jetzt selbst auch begonnen habe einen kleinen Savonius-Rotor samt Generator auf zu bauen.

Wenn du selbst einen Drehstromgenerator wickeln willst: Wirst du eher auf eine vorhandene Maschine (z. B. Drehstrom-Lichtmaschine o.ä.) zurückgreifen oder auch den mechanischen Teil (Stator und Rotor) selbst bauen wollen?

Neben der sauberen Wicklung wäre ja wichtig, das dein Generator möglichst spät in die Sättigung kommt - so dass du bei steigenden Windgeschwindigkeiten auch noch möglichst viel "ernten" kannst. Und vermutlich willst du eine möglichst kleine Einschaltgeschwindigkeit haben? Ich bin mal gespannt wo die liegen wird.

Ich habe gestern Abend erst mal überschlägig gerechnet wie es bei mir aussehen könnte: Savonius-Rotor mit A=1m², Nabendynamo von Sturmey Archer mit eta=50% Mit einer Formel aus dem Ersatzschaltbild von Nabendynamos und der Betz'schen Formel für die Leistung im Wind Komme ich auf eine Einschaltgeschwindigkeit von 2m/s! Ohne Berücksichtigung von weiteren Verlusten wie Reibung im Lager, Verluste des Savonius, u.s.w. Das werde ich mal in den nächsten Tagen nachholen und genauer rechnen.
Vermutlich wird die Einschaltgeschwindigkeit dann irgendwo bei 3m/s liegen.

Windige Grüße
Siegfried

.

[Ekofun]

Hallo Ölli,

Berechnung ist ok,nur das ich die Welle nicht in rechnung genommen habe.Weill in Buch steht das die nicht stört wenn die ihre D nicht über 25 % des Luftkanals übersteigt,wie hier geschrieben wird.

Luftkanal.jpg (456.36 KiB) 27540-mal betrachtet

Wenn Du willst genau mit Welle 25% luftkanal haben dann soll Wellen D in Rechnung genommen werden.

Savoniusrotoren laufen ohne Gereusche wenn die Lager ok sind.Diese Gereusch bei hohem Drehzahl kommt vom Generator und kann sein das es durch Konstrukzion des Windrads noch verstärkt wird.Jede Geni macht Gereusche in Betrib,und wenn die auf Hartgumi befestigt sind und Riemenantrieb haben ist Gereusch ser gedämpft.

Das mit Flükraftgewichten kann funkzionieren aber wird Probleme machen bei Montage und es darf nicht zu Unwucht kommen.

Bei Scheibengeni ist Sätigung kein Problem wenn die Scheiben dick genug sind,denke eine Scheibe soll ca 8mm dick sein,dann hat sie keine Sätigung.Und Fahraddinamo kommt sehr schnell ins Sätigung,habe gehört.

Grüße

Ekofun

[Ölfinger]

Die Beobachtung mit der Geräuschentwicklung hörten sich für mich eher nach Nabendynamo an,
die ersten Versuche ohne Dynamo waren nicht so extrem.
Allerdings waren das aber auch ein paar sehr windige tage

Captura de pantalla 2015-03-27 18.04.29.png (71.06 KiB) 27539-mal betrachtet

(PS: um 3°° nachts wurde ich wach )

Meine Lager sind mit Nylonadaptern an einer Winkeleisenkonstruktion befestigt,
das hatte sich schon nach wenigen Tagen eingelaufen, dass der Anlauf sehr gut klappte und alles sehr rund und sauber läuft.
Allein von der Frequenz her lassen die Geräusche auf den Shimano schliessen, ab 400 U/min hört sich das an ,wie ein wildgewordener Radler.

Ich hab schon einiges an Zeuchs zusammengesammelt, aber Eko sagt ja immer dass das selberwickeln so einfach ist ,
das will ich nun auch mal probieren
Auch sind alle anderen Lichtmaschinen und sonstige angesammelte Generatoren auf recht hohe Drehzalen ausgelegt.

Mit der dicken Welle überlege ich nochmal, aber zur Sicherheit werde ich wohl doch lieber erstmal etwas stabiler bauen.
So, und nu rauf aufs Fahrrad und ab in mein Windlabor in den Bergen...
nachher kommen noch Bilder

[Ekofun]

Hallo Ölli,

für Geni ist wichtig das Du weiss welchen Magneten das sind die Du hasst.Wenn man das weiss dann kann man FEEM machen um Flußdichte in Luftspalt zu wissen.Danach werden Windungen gerechnet.

Bei Geni ist mechanische Teil komplizierter(für mich) als Spulenwickeln.

Auch könnte man einen E-Motor für Geni verwenden wenn Magneten vom Ferrit sind,dann ist Rastung sehr klein,und Mahgneten kann man schreg ankleben,damit geht Rastung noch mal runter.

Dein Windrad mit 0,58m D und 0,8m H kann bei 20m/s Wind ca 480 Wat geben,so Geni kann auch mit Ferritmagneten gemacht werden wenn keine andere da sind.Er hätte bei 20m/s ca 460 U/min.

Grüße

Ekofun

[Köpke]

Hallo Ekofun,
ja du hast recht: Der Fahrraddynamo kommt sehr schnell in die Sättigung. Der Grund ist eine gesetzliche Vorgabe. Bis zu einer Geschwindigkeit von 30 km/h soll die Ausgangsspannung auf 7,5 V ansteigen, danach nicht mehr. Der Dynamo ist also bewusst so konstruiert dass die Sättigung ein weiteres Ansteigen der Spannung mit zunehmender Geschwindigkeit verhindert. Mit dem Funktionsprinzip des Fahrraddynamo (es ist ein Klauenpolgenerator) hat das allerdings nichts zu tun. Es ist durchaus denkbar einen Klauenpolgenerator selber zu wickeln der erst viel später in die Sättigung geht. Dann wäre das ein ernst zu nehmender Kandidat für einen Selbstbaugenerator.
In jedem Fall ist eine Klauenpolwicklung die einfachste mögliche Art von Wicklung (Prinzip Garnrolle) - im Gegensatz zu einer Drehstromwicklung.

Kennt ihr die Buchreihe: "Einfälle statt Abfälle"? In Windkraftheft 1+2 ist ausführlich beschrieben wie Drehstromwicklungen hergestellt werden.

Windige Grüße
Siegfried