Kinetische energie schuifdeur opslaan

Voor een project moeten wij de kinetische energie van een schuifdeurautomaat die bij het afremmen vrijkomt om kunnen zetten in elektrische energie om die weer vervolgens voor de motor te kunnen gebruiken. Kenmerken motor:

De uitgaande as van de motor wordt vertraagd met een tandwiel vertraging met een verhouding van 1 op 10. De uitgaande overbrenging van deze vertraging is een getand riemwiel.
De motor wordt elektronisch geremd door een weerstand te creëren (transistor) over de spoelen. Veel energie gaat verloren in weerstand in de aandrijving en loopwerk van de deur. Hierdoor is het terugwinnen zeer beperkt. (toch moeten wij nog steeds doorgaan met dit principe)

Ik heb alleen iets kunnen vinden over regeneratief en recuperatief remmen waarbij de motor als generator kan gaan dienen... Weten jullie nog meer technieken?

-=zucht=- schoolvraag, en je bent toch niet bepaald nieuw hier...

Regeneratief remmen, zoals de term bij elektrische voertuigen wordt gebruikt, betekend niets anders dan elektrisch remmen, waarbij een deel van de energie weer wordt opgeslagen.

Ik denk dat je een aantal vragen eerst moet beantwoorden:
- hoeveel energie moet je gaan opslaan?
- hoe ga je de energie opslaan?
- hoe groot moet het remmende koppel zijn?
- wat is het toerental, en de daarbij horende open-klem spanning, van de motor op het moment dat je moet remmen?

Vervolgens kun je gaan bekijken hoe je dat voor elkaar zou kunnen krijgen.

Heb je een opstelling beschikbaar om mee te testen en aan te meten?

Een manager is iemand die denkt dat negen vrouwen in één maand een kind kunnen maken

De voedingsunit levert 32 VDC. Hoeveel energie we op gaan slaan weten we nog niet omdat we nog geen opstelling hebben om mee te testen. De deurautomaat moet nog besteld worden (subsidies he...) Het koppelvraagstuk kan ik morgen navragen en je andere vragen ook wat dat betreft. Ik zal kijken wat ik na kan vragen morgen.

Qua opslag gaan we gebruik maken van een accu die ook gevoed wordt met zonnepanelen en zo de motor aan gaat sturen.

Wat voor opstelling zou jij kunnen bedenken als je kijkt naar de tekening? We hebben nog 2,5 maand om dit te realiseren dus daar moet ook nog rekening mee gehouden worden.

[Bericht gewijzigd door Henry S. op maandag 18 november 2013 19:37:26 (39%)

Op 18 november 2013 14:56:43 schreef altf4: Weten jullie nog meer technieken?

Ik weet niet of dit in je opdracht past maar je zou dit eventueel volledig of half mechanisch kunnen doen door de kinetische energie in potentiele om te zetten. Technisch gezien heel wat eenvoudiger denk ik.

Groetjes

Henry S.

Moderator

move /schoolvragen, een fenomeen dat de TS wel bekend is...

73's de PA2HS - ik ben een radiohead, De 2019 CO labvoeding.

De motor op het plaatje heeft een wormwiel overbrenging zo te zien.
Die gaat geen energie terug leveren.

Zou eens op de site's van de elektrische fietsen bouwers gaan kijken die leveren tegenwoordig ook energie terug aan de accu's als ze afremmen.

EricP

mét CE

Hoeveel energie we op gaan slaan weten we nog niet omdat we nog geen opstelling hebben om mee te testen.

Huh? Da's toch niet meer dan 2VWO? Of is het onderwijs echt zo gillend achteruit gegaan?
Je weet wat die schuifpui weegt. Je weet bij benadering hoe snel het ding gaat als je gaat remmen. Stel je omzetting mechanisch - electrisch heeft een rendement van 100%, dan weet je toch ook hoeveel energie je op moet slaan? Meer dan dat zal het in elk geval niet worden. Wel minder.

M'n projectmaat heeft dat op papier staan. Zal het morgen navragen.

[Bericht gewijzigd door Henry S. op maandag 18 november 2013 22:49:27 (78%)

Ik hoop dat je voornamelijk van dit project leert dat het heel zinvol is om vooraf een grofstoffelijke berekening te maken. Een kwartiertje kriebelen op de achterkant van een sigarendoosje met een rekenmachientje en het PolyTechnisch zakboekje naast je leert dat die deur een energiebesparing oplevert van 0,005 kWh per dag wat je dan 0,001 euro per dag oplevert. (En dan ga ik uit van een niet te kinderachtige dikke glazen deur die veel gebruik wordt.) En als je later voor een bedrijf werkt dat je heel snel aan je opdrachtgever/baas kunt zeggen: "Dit is een heel slecht plan, laten we er verder geen tijd aan besteden".

benleentje

Golden Member

De deur beweegt horizontaal je hebt dus geen potentiële energie die je kan gebruiken enkel die van de snelheid waarmee je het beweegt. Je gaat er dus eert met de motor veel energie in stoppen om er later weer een heel klein beetje van terug te winnen.
TIP hoe sneller je de deur laat bewegen hoe meer energie je eruit kan halen.

oplevert van 0,005 kWh per dag wat je dan 0,001 euro per dag oplevert.

Ik had ook het idee dat het zeer gering zou zijn of zelf contra productief kan zijn en het zelfs meer energie kost.

Maar goed een besparing van 1 cent per dag(extreem veel gebruik) is pas een besparing nadat je de extra kosten van het regeneratieve deel hebt terugverdient.
Dus best kans dat je over een jaar of 25 een keer wat terug verdient:). Oeps vergeten de accu moet ook regelmatig gecontroleerd en vervangen worden. Of mischien toch geen accu gebruiken??

[Bericht gewijzigd door benleentje op maandag 18 november 2013 22:23:13 (46%)

Mensen zijn soms net als een gelijkrichter, ze willen graag hun gelijk hebben.
maartenbakker

Golden Member

Wat je zou kunnen doen, is de deur met een noodgang tegen een demper laten dreunen bij het dichtgaan. Dan heb je er weliswaar onnodig extra energie ingestopt, maar daar haal je een klein deeltje ook weer van terug door een dynamo aan je demper te schroeven ;)

Zou je toch energie willen recupereren, dan kom je misschien op een lineaire motor uit. Wat ook helpt, is er minder energie in stoppen (hoe? ik heb wel een idee, maar dit blijft een schoolvraag). Dan is het recupereren nòg minder spectaculair dan het al was maar het totaalverbruik wel lager.

www.elba-elektro.nl | "The mind is a funny thing. Sometimes it needs a good whack on the side of the head to jar things loose."

Op 18 november 2013 22:30:56 schreef maartenbakker: Wat je zou kunnen doen, is de deur met een noodgang tegen een demper laten dreunen bij het dichtgaan.

Het is precies op die manier dat er een omvorming van kinetische naar potentiële energie plaatsvindt. Recupereren is ook erg eenvoudig, enkel een palletje om de energie tijdelijk op te slaan is voldoende.

Een beetje ruim geïnterpreteerd voldoet deze methode ook aan de voorwaarde dat ze elektrisch moet zijn omdat je de ze terugwint in de vorm van een lager verbruik door de generatorwerking van de motor bij het ontspannen van de demper.

EricP

mét CE

Het is een schoolopdracht, ik weet niet wat de opdracht is.
Het terug winnen van energie is doorgaans bij voorbaat een verloren zaak (in elk geval uit financieel oogpunt. Heel misschien is de betreffende docent zo intelligent om zijn scholieren het op deze manier in te laten zien??)

Als het om besparing gaat, zit er meer winst in het bijzonder soepel laten lopen van die deur. Maar dat had iedereen zelf al verzonnen. Toch?

altf4, ook al heb je geen opstelling, dan nog kan je schatten wat de hoeveelheid energie is die je terug kan/moet winnen. Ga naar een willekeurige schuifdeur, laat een vriendje een meetlat in beeld houden en maak een filmpje met je mobieltje.

Daarna ga je het filmpje vertraagd afspelen. Daar waar de deur het hardst beweegt meet je de snelheid door de verplaatsing gedurende 5 of tien frames te bepalen.

Schat het gewicht van de deur. Even rekenen en klaar is kees.

Uit het filmpje haal je ook in hoeveel tijd ie tot stilstand komt. Dus dan weet je hoeveel vermogen het "terugwin" gedoe moet kunnen verwerken.

four NANDS do make a NOR . Kijk ook eens in onze shop: http://www.bitwizard.nl/shop/

.

[Bericht gewijzigd door altf4 op dinsdag 19 november 2013 11:02:26 (99%)

Met een katrol en een kabel een gewicht aan de deur maken. De motor drukt door de trekkracht van het gewicht de deur open en het gewicht trekt de deur weer dicht. De daarbij opgewekte energie in de electromotor kun je dan proberen terug te winnen.

Ik vind het verder maar een raar project. Een rapport maken waarin je concludeert (Na een serieus onderzoek met aantoonbare bewijzen.) dat dit een zinloos verhaal wordt is geen oplossing?

Verder mis ik wat creativiteit van de TS. Hij zou toch zelf ook wel wat moeten kunnen bedenken. Nogal makkelijk om alles maar te vragen.
Hij komt hier op CO met een kant klaar koop systeem met getallen die zo uit de manual komen. Belangrijke waarden als massa deur, weerstand van de geleidingen van de deur snelheden, Hoe remt dat ding af enz. Heeft de TS niet (uitgezocht). Hij vraagt in feite of iemand op CO zijn huiswerk wil maken.

Als ik vroeger iets kopierde en niet zelf bedacht kon ik het net zo goed laten. Je kreeg toch een onvoldoende. Je kon het beter wel zelf bedenken. Zelfs als je het gewoon fout deed, kreeg je daar waardering voor. En meestal de mogelijkheid om je fout te herstellen zodat je er iets van leerde. Het is immers een school opleiding.

Edit: @Ervarist, Bij mij heette dat bibliotheek. Daar moest je door de regen naar toe en daar was je dan een paar uur onderzoek aan het doen. Voordeel in tegenstelling tot het inet klopte de dingen in die boeken meestal wel en werd daar meestal dus geen grote onzin verkocht zolang je het bij de serieuze technische boeken hield natuurlijk. Maar dat onderscheid was vrij makkelijk te maken.

[Bericht gewijzigd door Ex-fietser op dinsdag 19 november 2013 11:18:11 (14%)

Evarist

Golden Member

In mijn tijd was er geen CO....

Nihil est verum, quod non probatur primo.
Anoniem

Ik weet wel, een school kan niet zo gauw een bus of goederentrein aankopen om proeven op te doen. Maar of dit kans heeft van slagen??

Eerst berekenen hoeveel joule er vrijkomt per deurgang.
Die warmte wordt dan integraal in warmte omgezet in de transistor.
Minus de wrijvingsverliezen natuurlijk. Dan moet je de totale massa van je transistor met eventueel koelvlak berekenen om te weten hoeveel de temperatuursstijging zal bedragen. Als het geheel natuurlijk goed warmtegeisoleerd is Niet zo simpel, want bij een niet constante,pulsvormige aanvoer van energie zul je alvast van die rekensommen met de gevreesde accolades moeten gebruiken. ;-)
Helaas is warmte een gedegenereerde energievorm. Elke energie kan moeiteloos in warmte omgezet worden, maar omgekeerd is heel wat lastiger.
Ik ken geen enkel principe waarbij de temperatuurstijging van een 10- 60 tal graden van een blokje van enkele cm3 effectief in elektriciteit kan omgezet worden. Het enige mogelijke mechanisme is een thermokoppel, maar de opbrengst zal zo klein zijn, dat je die enkel voor metingen kunt gebruiken, niet voor energierecuperatie.
Een Peltierelement zou ook een idee zijn. Normaal stuur je daar stroom door om warmte van de ene zijde naar de andere te pompen. Maar ik neem aan dat als je een temperatuurverschil tussen beide kanten veroorzaakt, dat er dan elektrisch vermogen uitkomt, maar ik heb geen idee of dat wel rendabel zal zijn.

Misschien moet je leraar eerst even de haalbaarheid van zijn projectjes bestuderen alvorens hij ze doorgeeft aan zijn leerlingen.

Euigenlijk hoef je helemaal niet op die aankoop van het schuifdeurmechanisme te wachten. Probeer eerst even hoe je de warmte van een kopje expresso effectief in elektrische energie kunt omzetten. Als dat al niet lukt, kun je der rest vergeten. En zo boor je de gratis schuifdeur motor door de leraar zijn neus. Want dàt zal de motivatie wel zijn.

Laat in elk geval eens weten hoe het afgelopen is, ik ben echt benieuwd.
Ik denk dat enkel een mgnetische rem enig resultaat zal opleveren.

Waarom geen piezoelementen in je schoenzool monteren en daarmee leds aansturen? Maar dat zal al wel bestaan zeker?

Dat is een boodschap aan alle warmwaterheruitvinders: Wat haalbaar is, is allang gecommercialiseerd. Er zijn namelijk op deze bol nog wel een paar miljard mensen die evenveel hersens hebben, en sommigen denken zelfs na. ;).

Op 18 november 2013 14:56:43 schreef altf4:
Ik heb alleen iets kunnen vinden over regeneratief en recuperatief remmen waarbij de motor als generator kan gaan dienen... Weten jullie nog meer technieken?

Motor (kan ook een lineare motor zijn) als generator en de kinetische energie tijdelijk (elektrostatisch) opslaan in een ultracap bank.

RES
Frederick E. Terman

Honourable Member

Laat de deur tegen een veer aankomen. Terwijl de deur afremt wordt de veer ingedrukt. Precies als de deur stilstaat wordt hij vastgezet (bijv. door een klampje dat in een sleuf valt). De energie uit de beweging van de deur zit nu in de veer.

Als de deur weer de andere kant op moet, geef je hem weer vrij (bijv. door een klamp te ontgrendelen). De veer ontspant zich weer en geeft de deur een flinke zet de goede kant op. De energie uit de veer zit nu weer in de beweging van de deur.

Nu heb je nog een heleboel elektronica over. Die kun je besteden aan meetapparatuur om het rendement uit te rekenen. Dat zal dichter bij 1 liggen dan bij de meeste andere methoden. ;)

Keramisch, kalibratie, parasitair: woordenlijst.org
maartenbakker

Golden Member

Op volgorde gezet zoals ik het inschat:

* motor met wormwiel: oneindig laag rendement (ook wel bekend als "werruknie")
* motor met haakse tandwieloverbrenging: zeer laag rendement
* lineaire motor: laag rendement
* veer: hoogst haalbare lage rendement, kan zelfs financieel binnen de levensduur nog lonen.

www.elba-elektro.nl | "The mind is a funny thing. Sometimes it needs a good whack on the side of the head to jar things loose."

- kijk hoeveel energie het kost om op gang te komen
- kijk hoeveel energie je nodig hebt om hem op snelheid te houden

dan is het globaal gezien simpel:
op snelheid houden = rolweerstand
op gang brengen - rolweerstand = benodigde energie voor acceleratie
decelleratie = acceleratie
decelleratie - rolweerstand = eventueel terug te winnen energie

er blijft dus niks over

wil je wel 100% rendement: roldeur zit in een loods of werkplaats? die zijn koud en moeten verwarmd worden. remweerstand zet bewegingsenergie om in warmte... warmte = verwarming dus 100% hergebruik van energie

Het is tot nu toe alleen de bedoeling om een stroomschema op te stellen van de motor die al generator gaat werken. De richtingen van de verschillende stromen zijn van belang, de waardes nog niet. Heeft iemand ervaring met het tekenenen van dit soort schema's? Ik kan niks vinden op internet. Er loopt stroom van en naar de motor en daartussen moet een generatorstroom gaan lopen... Kan iemand me op weg helpen?

Anoniem

Is het een wisselstroommotor een gelijkstroommotor?
Vraag je eerst eens af welke soort motor de deuropener gebruikt.
Niet alle motoren kunnen ook als generator gebruikt worden.
Bijvoorbeeld de veel gebruikte brushless motoren zijn ongeschikt. ze worden gevoed met dc. Die dc wordt dan omgezet in driefasenwisselstroom en de motor is eigenlijk een driefasen wisselstroommotor. Drijf je de as daarvan aan, dankomt er zero,nada, zilch uit de aansluitdraden. De elektronica is echt eenrichtingsverkeer.

Op 20 november 2013 12:53:39 schreef grotedikken:
Hoezo? ben je al van principe veranderd? Eerst wads het een transistor die de remenergie opstookte? misschien kun je eens vertellen wat de preciese opdracht nu eigenlijk was?

Onderzoek en beschrijf mogelijkheden om kinetische energie van de bewegende deur terug te winnen.
Ga op zoek naar of ontwerp zelf een elektronische systeem om dit mogelijk te maken geef in het geval van een niet-geschikte motor aan welk type motor wel in aanmerking komt.

Mogelijkheid is dus mbv een generator, nu nog een elektronisch systeem vinden dat geschikt is.