Zonnepanelen/Windmolens - generator voor zeer laag toerental

Op 19 juli 2023 00:01:19 schreef benleentje:
[...]Kan ik dat ook doen meteen motor + tandwielkast van een oude accu boormachine? Ga dat morgen eens proberen

Je kunt het proberen. Het werkt ook met een stappenmotor met een permanente magneet, maar de meeste stappenmotoren gaan niet erg zwaar draaien als je ze alleen kortsluit, want de meeste hybride motoren hebben magneten die niet erg sterk zijn.

Ik ben benieuwd wat jullie observaties zijn. Wat verwacht je dat er gebeurd, als je een kortgesloten motor steeds harder gaat draaien?

Op 18 juli 2023 22:40:13 schreef SparkyGSX:
en dan zal je, denk ik, verrast zijn.

Dat is incorrect. Ik ga niet verrast zijn. Ik heb dat al zo vaak gedaan. .... Draad gevonden, kortgesloten en met allemacht een zwiep gegeven. Nope. Niet verrast. Hij staat vrijwel direct stil. Tussen een kwart en een halve slag dat ie door draait nadat ik hem los laat.

(ik heb (hier) maar een kleine bankschroef en idd ik zou dat die kleine bankschroef niet aan willen doen. Ik heb dat wiel in een constructie zodat ie stevig vast zit en vrij kan draaien (maar de as niet!). ).

Op 19 juli 2023 12:33:26 schreef SparkyGSX:
Wat verwacht je dat er gebeurd, als je een kortgesloten motor steeds harder gaat draaien?

IK verwacht dat dat ding gemaakt is om ongeveer 250W aan vermogen te doen. Dus ongeveer 25W aan verliezen. Dus als ik ongeveer 25W aan energie er in kan pompen dan zal dat ding aan z'n max gaan komen. Zou ik hem monteren op een fiets in de juiste versnelling dat ik hem kan "fietsen" dan heb ik een hometrainer die kapot gaat bij 70W continue wat ik wel ongeveer aankan. Laat ik hem echter sneller draaien zodat ie ongeveer 200 RPM gaat draaien, Dan kan je een significant deel van het vermogen elders dissipieren (of in een accu duwen) Dan kan dat ding meer dan de meeste mensen kunnen produceren aan.

Ik had met mijn suffe multimeter de wikkelweerstand op ongeveer 0.7 Ohm gemeten gisteren (1 cijfer achter de comma). Ik heb het vandaag even wat nauwkeuriger gedaan. Deze meting komt op 0.652 Ohm (drie cijfers achter de comma! ) . Dan zou je bij 25V en 10A op 70W aan verliezen komen. Daar zal nog wel een factor twee of drie van afgaan omdat ik van aansluiting A naar B heb gemeten en je die 10A over de drie aanslutingen gaat verdelen en zo. Ik zou daar diep over moeten nadenken om te beredeneren wat de correctiefator zal zijn. Maar die 70W is best veel. Waarschijnlijk is dit dan een 36V motor, dus die heeft maar ongeveer 1/1.5 maal de stroom nodig, en dus 1.5 maal de spanning. De (ohmse) verliezen zijn dan maar 6.6A * 4.3V = 28W. Dat ligt netjes rond het getal wat ik op basis van 10% verliezen had geschat. Als dat nog een factor twee (1.5²) beter is omdat er drie aansluitingen zijn, dan is dat netjes.

[Bericht gewijzigd door rew op woensdag 19 juli 2023 16:47:31 (25%)]

Op 18 juli 2023 22:12:40 schreef rew:
Laat je de rotor 100RPM de andere kant op draaien dan is er weer een koppel maar nu de andere kant op. Er is serieus energie van buiten nodig om de rotor zo snel te laten draaien. En de motor gaat energie leveren aan het net!

Ga je grappen uithalen als het veld stilzetten, dan kan je de motor zeg 100 RPM laten draaien, en de motor voelt dan inderdaad een remkracht, maar de motor levert geen vermogen. het door de buitenwereld geleverde vermogen gaat precies op aan de verliezen in de rotor.

Kun je uitleggen waarom de machine in het bovenste geval wel teruglevert en in het onderste geval niet, terwijl de situaties gelijk aan elkaar zijn? Vanaf de rotor bekeken.

.

Op 19 juli 2023 00:59:07 schreef Ex-fietser:
En het kan allemaal heel goed als de TS er tevreden mee is om bij het licht van een fietslampje 's avonds nog even de krant te lezen ofzo. Het opladen van een telefoon wordt ben ik bang al zeuren. Z'n windmolen idee gaat het niet worden. Dat model windmolen is sinds de jaren 80 zwaar achterhaald. De omvormer ideeën met motor en zonnecel regelaars zijn het ook echt niet.

Ik vind dat je erg bevooroordeeld bent en voel me wel wat in mijn eer aangetast door je.
Je doet het voorkomen alsof ik de zoveelste prutser ben die je voorbij ziet komen, maar ik kan je verzekeren dat dat niet zo is.
Ik hou al dik veertig jaar de ontwikkelingen op dit gebied bij, en weet onderhand echt wel wat ik wel en niet moet doen.
Ook ik heb al honderden voorbeelden gezien van houtje-touwtje uitvinders, en ook van fabrikanten trouwens, waarvan ik heel veel heb geleerd hoe het niet moet.
Ook youtube staat trouwens vol met halfgebakken niet werkende molens.

Je hebt geen idee hoe ik het precies wil doen, en toch heb je je oordeel al klaar.
Als ik vertel dat ik een windmolen in gedachten heb die bij windkracht 2 tot 3 al een paar ampere kan leveren bij 12 volt, dan mag je er gerust van uitgaan dat dat zo is, ik hoef echt niet bij een fietslamje de krant te lezen.
Ik vind het hartstikke goed als je technische mening ergens over geeft, maar bijvoorbaat al ergens over oordelen zonder dat je precies weet hoe ik het van plan ben te gaan doen mag wel wat minder.

Ik weet voor mezelf wel zeker dat het, zoals ik het van plan ben, wel gaat werken.
Het is in principe heel simpel, als je maar genoeg accucapaciteit aanlegt om een energieloze periode te kunnen overbruggen ben je al klaar.
En dan moet je natuurlijk niet al te luxe gaan leven, met wasdrogers, afwasmachines, en weet ik veel wat. Maar de meeste uren energieverbruik zijn, als het donker is een stuk of 4 tot 8 ledlampen van 3 of 4 watt de hele avond, en misschien een half uurtje een koffiezetapparaat, en verder de lader van een laptop en telefoon. Dat zou zelfs op de accu uit m'n auto wel al lukken.

Of ik mijn plan helemaal ten uitvoer kan brengen is nog niet helemaal zeker, dat hangt ook van externe factoren af.
Vandaar ook dat ik hier mijn ideëen wil delen, zodat later een ander er ook nog wat aan kan hebben.
Er zijn veel te veel kant-en-klaar uitvinders, wat in de praktijk meestal net niet werkt. Als je het goed wil doen moet je eerst heel goed bedenken wat je wil en hoe je het wil en met welke middelen en welke mogelijkheden je hebt. En dan iets maken wat in jouw eigen situatie het beste past, alleen dan kan het goed gaan werken, zoals ik dus nu doe.

.

Op 19 juli 2023 12:17:12 schreef pamwikkeling:
Je moet een magnetisch draaiveld hebben en een anker dat sneller roteert dan het draaiveld. In de asynchroon motor ontstaat het draaiveld door reactieve energie uit het net of uit een condensator. De actieve energie ga je terugvinden in de vorm van een verandering van de fazeverschuiving tussen spanning en stroom. (de cos fi wordt "negatief")

Het klopt wel wat je zegt, maar je verklaart hiermee niet waarom het niet zou werken.
Je hebt een magnetisch draaiveld (wat nu stilstaat) en een anker dat sneller roteerd dan het draaiveld. Denk je niet dat in het anker een stroom gaat lopen, wat weer een (draaiend) magneetveld tot gevolg heeft, wat weer een spanning in de wikkelingen gaat opwekken?

Je "double fed generator without sliprings" is een leuk idee, maar het voegt volgens mij weinig toe aan wat al gedaan wordt, een tweede wikkeling zie ik het nut niet zo van, door het anker aan te drijven met een toerental hoger dat wat de freqentieregelaar op de wikkelingen zet wordt nu ook vaak gedaan met gewoon èèn wikkeling, bij een generator.

Op 19 juli 2023 20:02:51 schreef swieberd:
Als ik vertel dat ik een windmolen in gedachten heb die bij windkracht 2 tot 3 al een paar ampere kan leveren bij 12 volt, dan mag je er gerust van uitgaan dat dat zo is, ik hoef echt niet bij een fietslamje de krant te lezen.

Dan heb je vast al uitgerekend hoe groot die windmolen moet zijn.
Bij windkracht 2..3 is zo'n 2.5 m/s tot 4.5 m/s, en daar wil je minimaal 25 Watt uithalen.
Hoe groot is die molen dan ?

En waar gaat die staan, open veld op een heuvel of tussen de huizen?

En hele lage toerentallen gaan ook niet werken. In vliegtuigen wordt een wisselspanning gebruikt van 400 Hz. En dat heeft een reden.

Met 50Hz gaat het ook goed. 400Hz in een vliegtuig heeft een andere reden en ik denk dat dat eerder met gewicht te maken heeft. Een 440Hz trafo is heel wat kleineren lichter dan een 50Hz trafo.

Als je persee met hele lage toerentalen wilt gaan werken moet je gewoon een geschikte generator hebben maar ik denk dat de frequentie van bv 5Hz ook prima bruikbaar is om daar via een gelijkrichter en DCDC converter energie uit te halen.

Ik heb ook wel gelezen dan klein windmolen onder de 2,5 meter dia het niet zo goed tot heel slecht doen. Maar ik denk dat je prima een heel traag draaiende molen kan bouwen maar niet met een dia van 2,5m of ook niet met 5m. Als er weinig windsnelheid is dan heb je juist heel heel veel oppervlak nodig.

Maar ik heb TS nergens nog horen zeggen dat het perse heel klein moet zijn.

Kun je uitleggen waarom de machine in het bovenste geval wel teruglevert en in het onderste geval niet, terwijl de situaties gelijk aan elkaar zijn? Vanaf de rotor bekeken.

Ik begreep het ook nog niet helemaal. Maar wat ik wel begreep is dat als je generator zo langzaam draait dat er maar heel weinig spanning is om mee te verwerken en dat de verliezen in de generator al snel dominant zijn. Een generator voor 3000 rpm zal op 100 rpm echt niet zo lekker lekker werken en zal het al niet meer mogelijk zijn om de nominale stroom eruit te krijgen vanwege de verliezen.
Als je een elektromotor op hele lage snelheid wil laten werken zelfs tot 0 rpm dan compenseer je extern voor de verliezen, maar als generator valt er niets te compenseren want de spanning is gewoon laag. Als je daar dan stroom uit gaat trekken dan heb je nog meer spanningsval en dan kan je zelfs op 0V uitkomen

Je kan dus niet voorde hele range je generator goed dimensioneren je kan dat doen of voor lage rpm of voor hoge rpm, maar niet voor allebei. Zou eventueel kunnen via variabele transmissie met een snaar, maar weet even niet meer hoe dat heet.

Gevonden
https://nl.wikipedia.org/wiki/Variomatic

Voor mijn windmolen/zonnepanelen project op 12 volt, ben ik er nog niet helemaal over uit wat ik als generator ga gebruiken voor de windmolen.
Een autodynamo, een motor van een electrische fiets, of een direct-drive motor van een wasmachine.

Auto dynamo heeft maar een rendement van 40 a 50%. Voor die andere weet ik dat niet. Maar als je voor laag toerental wilt is dat in ieder geval iets anders dan voor hoog toerental omdat de verliezen in de generator tegen je werken

[Bericht gewijzigd door benleentje op woensdag 19 juli 2023 22:18:28 (10%)]

Op 19 juli 2023 16:21:11 schreef rew:
[...]Dat is incorrect. Ik ga niet verrast zijn. Ik heb dat al zo vaak gedaan. .... Draad gevonden, kortgesloten en met allemacht een zwiep gegeven. Nope. Niet verrast. Hij staat vrijwel direct stil. Tussen een kwart en een halve slag dat ie door draait nadat ik hem los laat.

Ik denk het wel, want dat is niet de observatie die ik zoek. Mijn direct-drive wielnaaf motoren draaien echt geen kwartslag door als je ze kortsluit, je hebt 2 handen nodig en significante kracht om ze in beweging te krijgen.

Alsnog was de vraag: wat denk je dat er gebeurd als je meer kracht zet en toch harder gaat draaien? Blijft het koppel toenemen? Lineair? Kwadratisch?

[Bericht gewijzigd door SparkyGSX op woensdag 19 juli 2023 23:43:12 (11%)]

Omdat er vragen zijn over de grootte van de windmolen zal ik dat even wat toelichten.
Alhoewel ik hier op het moment helemaal nog niet mee bezig ben, ik concentreer me eerst meer op het zonnepanelen gedeelte.
Met het ontwerp van de windmolen ben ik een behoorlijke tijd geleden bezig geweest.

Maar ik kan wel ongeveer uitleggen wat het gaat worden.
Het wordt zowieso een vertikale as, met drie armen van ongeveer anderhalf a twee meter lang, de rotordiameter wordt maximaal 4 meter, waarschijnlijk wel iets minder.
Ik heb een vrij goed ontwerp in gedachten van een sneldraaiend type met een behoorlijk rendement, maar daar moet ik eerst nog proeven mee doen in de praktijk tzt.

In eerste instantie wordt het een simpel maar degelijke molen, ongeveer hetzelfde idee als zo'n windmeter met drie pollepels, maar dan in het groot.
Aan het uiteinde van de armen komen kunststof vaten van 200 liter die in de lengte zijn doorgesneden, je kent ze vast wel, staan geregeld op marktplaats.
Waaraan ik nog een klein 'foefje' heb toegevoegd zodat ie makkelijker gaat draaien/leveren.
Ik heb er destijds wel aan gerekend, maar kan dat nu zo 123 niet terugvinden.

Deze molen draait zowieso te langzaam om direct op de as een generator te zetten, ik heb derhalve een flink grote overbrenging in gedachten met twee poelies en een grote v-snaar, een soepele A-snaar om zo weinig mogelijk verlies te hebben.
Waarschijnlijk ga ik eerst voor de simpele autodynamo, omdat ik daar, ondanks alle scepsis toch nog wel wat vertrouwen in heb, ik heb vaak gemeten in een oude auto wanneer en hoeveel zo'n dynamo gaat laden en dat viel me nog mee. Maar ik vermoed ook dat dit waarschijnlijk te weinig gaat opleveren.
Maar deze kan ook zo worden verwisseld met een permanent-magneet motor van een wasmachine of een fiets.

Aan zo'n autodynamo zit al een mooie kleine poelie, das wel mooi meegenomen.
De poelie onder de molen maak ik van een groot rvs fietswiel, dat met een versterkte bevestiging onderop de as van de molen wordt bevestigt, in de velg wordt rubber bevestigd zodat het zat stroef genoeg is om niet te gaan glijden, vanwege het grote oppervlak van bijna de gehele diameter van de velg, en het goed strakhouden van de snaar, zal dit niet gaan slippen.

Deze konstruktie komt op een hoogte van ongeveer acht meter op de schoorsteen van het huis te staan! (In een dorp) Omdat daar de meeste ruimte is, en het ziet er natuurlijk geweldig mooi uit!
Mocht blijken dat het toch nog te weinig oplevert bij weinig wind dan komt er simpelweg nog een verdieping bovenop van nog drie wieken, 60 graden verdraaid natuurlijk, dat zou afdoende moeten zijn.
Dit om mee te beginnen, als mijn verbeterde sneldraaiende rotor doet wat ik verwacht, dan zal dat de definitieve versie worden.

En, voordat iedereen daar (weer) over begint, maak je vooral geen zorgen over de schoorsteen!
Hij komt dan wel op de schoorsteen, maar die hoeft alleen het gewicht te dragen, de zijdelingse krachten worden via een framekonstruktie afgevoerd naar ander delen van het dak.

Maar nogmaals, op het moment ben ik daar niet zo mee bezig, het kwam ter sprake vanwege het nieuwe idee over de async motor.
Het zou wel heel mooi zijn als dit het ei van Columbus bleek te zijn en de generator direct op de as kon.
Maar eerlijk gezegd vermoed ik niet dat het zo goed zal gaan werken, al kan ik nog steeds niet goed verklaren waarom niet, ondanks alle reacties blijven er nog steeds een paar vraagtekens hangen, om het helemaal zeker te weten zal het toch in de praktijk getest moeten worden misschien....

Op 19 juli 2023 20:02:51 schreef swieberd:
[...]

Kun je uitleggen waarom de machine in het bovenste geval wel teruglevert en in het onderste geval niet, terwijl de situaties gelijk aan elkaar zijn? Vanaf de rotor bekeken.

Als je denkt dat die situaties gelijk zijn ... dan snap ik dat je op het DC injectie idee blijft hangen.

Het zou wel heel mooi zijn als dit het ei van Columbus bleek te zijn en de generator direct op de as kon.

Helaas, je maakt enkel een wervelstroom rem.

Op 18 juli 2023 15:01:06 schreef SparkyGSX:
Precies. Heel kort: mechanisch vermogen is hoeksnelheid keer koppel. Koppel is (voor een gegeven motor) ongeveer proportioneel met de stroom. Verliezen zijn grotendeels kwadratisch evenredig met de stroom.

Een direct-drive motor van een elektrische fiets of een wasmachine zijn m.i. de beste opties.

Hmmm... Ik heb hier een voorraadje e-bike motoren, maar direct drive e-bike motoren heb ik helaas nog niet weten te scoren. Gewone e-bike motoren draaien helaas te zwaar, ook als je de overbrenging er uit sloopt. Je voelt de overgang tussen de magneten.

Ik heb uit de e-bike motoren die het niet meer deden nog een stapeltje sterke magneten, maar ik zie het eerlijkgezegd niet echt zitten om zelf een motor te gaan maken.

De "overgang tussen de magneten" heet cogging torque, en dat is geen verlies, het is alsof je een veer indrukt en weer loslaat.

De molen moet wel één keer genoeg koppel kunnen leveren om over de eerste drempel te komen, dat kan wel een probleem zijn. Er zijn ook motoren, zoals de toprun direct-drive motoren, die helemaal geen cogging torque hebben.

@Sine:
Vanaf de rotor bekeken, zoals je zelf al deed, is de situatie inderdaad hetzelfde, beide keren draait de rotor 100 toeren sneller dan het magneetveld, maar troost je er zijn meer mensen die moeite hebben om dat te zien.

De vraag uit de èèn na laatste alinea van dat reply van mij wat je hier quoted, zou ik ook aan jou willen stellen:
Je hebt een magnetisch draaiveld (wat nu stilstaat) en een anker dat sneller roteerd dan het draaiveld. Denk je niet dat in het anker een stroom gaat lopen, wat weer een (draaiend) magneetveld tot gevolg heeft, wat weer een spanning in de wikkelingen gaat opwekken?

.

Op 20 juli 2023 08:55:49 schreef necessaryevil:
Hmmm... Ik heb hier een voorraadje e-bike motoren, maar direct drive e-bike motoren heb ik helaas nog niet weten te scoren. Gewone e-bike motoren draaien helaas te zwaar, ook als je de overbrenging er uit sloopt. Je voelt de overgang tussen de magneten.
Ik heb uit de e-bike motoren die het niet meer deden nog een stapeltje sterke magneten, maar ik zie het eerlijkgezegd niet echt zitten om zelf een motor te gaan maken.

Toch zijn ze er wel, je moet de motoren hebben van de fietsen die licht blijven fietsen als de accu leeg is, degenen die zwaar gaan trappen zijn de motoren met een overbrenging. Maar misschien wist je dit al.
Gazelle heeft zowieso direct-drive motoren, in ieder geval de Orange Innergy fietsen, en volgens mij heeft Batavus ze ook, en er zullen nog wel meer zijn denk ik.

Op 19 juli 2023 20:02:51 schreef swieberd:

Ik vind dat je erg bevooroordeeld bent en voel me wel wat in mijn eer aangetast door je.
Je doet het voorkomen alsof ik de zoveelste prutser ben die je voorbij ziet komen, maar ik kan je verzekeren dat dat niet zo is.
Ik hou al dik veertig jaar de ontwikkelingen op dit gebied bij, en weet onderhand echt wel wat ik wel en niet moet doen.
Ook ik heb al honderden voorbeelden gezien van houtje-touwtje uitvinders, en ook van fabrikanten trouwens, waarvan ik heel veel heb geleerd hoe het niet moet.
Ook youtube staat trouwens vol met halfgebakken niet werkende molens.

Je hebt geen idee hoe ik het precies wil doen, en toch heb je je oordeel al klaar.
Als ik vertel dat ik een windmolen in gedachten heb die bij windkracht 2 tot 3 al een paar ampere kan leveren bij 12 volt, dan mag je er gerust van uitgaan dat dat zo is, ik hoef echt niet bij een fietslamje de krant te lezen.
Ik vind het hartstikke goed als je technische mening ergens over geeft, maar bijvoorbaat al ergens over oordelen zonder dat je precies weet hoe ik het van plan ben te gaan doen mag wel wat minder.

Ik denk helemaal niet dat jij een prutser bent. Ik denk alleen dat jouw ideeën niet gaan werken. En de belangrijkste daarvan is dat je denk ik gewoon te weinig energie hebt om jouw huishouden te voeden. En de andere is dat jouw ideeën over dynamo's en motoren en de regelingen ook wat manco's hebben. Maar daar proberen de anderen je al mee te helpen.

Je wilt steeds een paar ampère uit je systeem hebben. Dat is wel leuk maar met een paar ampère kom je er niet. Eigenlijk moet je een energie berekening in watts maken en je moet niet over ampères praten.

Je kunt beginnen met dat koffie automaat. Het vermogen van een gewone koffieautomaat komt vaak neer op (ik heb even bij coolbleu gekeken) een 1500 watt. Dat gebruik je dus zeg maar een uurtje per dag.

Als jouw windmolen dan volgens zeggen 2 ampère bij 12 volt levert is dat 24 watt in het uur. Om een uurtje te koffieen met dat koffie apparaat moet jouw windmolen 1500 / 24 = 62,5 uur of drie etmalen zonder haperingen draaien. En dan draait je autodynamo dus volop met een hoge snelheid. Anders komt er geen 12 volt uit maar veel minder. Misschien komt er maar vier volt uit en dan heb je nog maar 8 wat over. Dat betekend dan 9 etmalen zonder windstiltes doordraaien. En die dynamo stort bij belasting echt in. Onbelast een hoge spanning maken is geen punt. Belast is echt een ander verhaal.

Daarom had ik het dus over dat fiets lampje. Als je de rendementsverliezen van je omvormers en de verliezen in je accu's daar nog eens bij gaat tellen dan wordt jouw energievoorziening echt heel karig. Een koffie automaat gaat al niet lukken. Misschien dat een senseo mogelijk is. Die gebruikt ook een hoop stroom maar heel erg kort. Niet meer dan een paar minuten. Maar een percolator of een gewoon koffie filter op een ander soort warmte bron is denk ik een betere keuze. Wat ook wel vergeten wordt is de moderne TV. Ook dat zijn vaak toch onverwacht forse stroomgebruikers. Er zitten dan tegenwoordig leds in die superzuinig zijn. Het zijn er alleen zo vreselijk veel dat echt niet zuinig meer is. De ouderwetse beeldbuis is denk ik zuiniger dan een modern ledscherm. En dan heb ik het nog niet eens over plasma schermen gehad. Of zijn die al weer uit?

Ik denk dat het bouwen van die windmolen heus wel gaat lukken. Dat is niet heel lastig voor iemand met de nodige skills. Het bouwen van een soepel draaiende windmolen met heel weinig weerstand is lastiger maar moet ook mogelijk zijn. Ik denk dat een dynamo op een lage snelheid dynamo het niet gaat worden. Gewoon omdat daar geen goede regelaars voor zijn en het maken van die dingen iets is dat je echt niet zomaar doet. Een auto dynamo is dan denk ik ondanks zijn grote verliezen een betere of makkelijkere keuze. Maar dan moet hij wel op gunstige snelheid draaien. In de windmolen techniek is de cvt van die goeie oude van Doorne daar een mooie oplossing voor gebleken.

Ik denk dat je meer gaat hebben aan je zonnepanelen. Met de juiste omvormers. Alleen 's winters zit je dan zonder. Ik heb 12 300wp panelen die goed richting de zon staan. In de winter doen ze echt maar bar weinig. Op dagen als afgelopen 21 december leverden ze maar 50 wattuur ofzo. Aangezien het dan meestal wel waait zou ik dat prima met een windmolen kunnen aanvullen. Maar dan moet dat wel een beetje een efficiënte molen zijn die daadwerkelijk energie levert. Mijn buren en mijn verzekering gaan er alleen echt niet blij worden van zo'n apparaat op mijn dak.

Op 19 juli 2023 22:13:17 schreef benleentje:
[...]Met 50Hz gaat het ook goed. 400Hz in een vliegtuig heeft een andere reden en ik denk dat dat eerder met gewicht te maken heeft. Een 440Hz trafo is heel wat kleineren lichter dan een 50Hz trafo.

Als je persee met hele lage toerentalen wilt gaan werken moet je gewoon een geschikte generator hebben maar ik denk dat de frequentie van bv 5Hz ook prima bruikbaar is om daar via een gelijkrichter en DCDC converter energie uit te halen.

Dat gewicht van de trafo's had ik ook al genoemd. Het rendement van trafo'sop een hogere frequentie is ook beter. En ook dat is belangrijk.

En met hele lage toeren werken heeft veel nadelen. Je krijgt hele grote condensatoren en spoelen die ook weer grotere verliezen hebben.

Dit ging niet goed en kan weg.

[Bericht gewijzigd door Ex-fietser op vrijdag 21 juli 2023 00:10:33 (94%)]

Er is een fundamenteel verschil tussen asynchroon motor met een kooi anker en een sleepringmotor met een gewikkeld anker.

Een gewikkeld anker zal als generator kunnen werken indien het anker (terwijl het extern mechanisch aangedreven wordt) roteert in een stilstaand magneetveld, of in een wisselveld of in een draaiveld. Onder voorbehoud dat de snelheid van het gewikkelde anker verschillend is aan de rotatie snelheid van het draaiveld. De opgewekte energie kan je “aftappen” vanaf de sleepringen.

Omgekeerd kan je ook het gewikkeld anker bekrachtigen zodat rondom het anker een stilstaand magneetveld, of een wisselveld of een draaiveld ontstaat.

Dit magneetveld dat roteert door de mechanische beweging van het anker, zal in de stator een stroom doen ontstaan en het geheel zal werken als generator. Het ontstaan van Lorentzkrachten (F = B x I x L) wordt eigenlijk omgekeerd toegepast.

Je kan een analogie maken met een transformator waarbij de rotor fungeert als primaire transfo wikkeling en de stator als secundaire transfo wikkeling.
Door de mechanische snelheid van de rotor te variëren kan je een spanning maken met een variabele frequentie en een variabele amplitude.

Als je een synchrone generator open doet, (zie fig 1 en 2) zal je merken dat daar een rotor in zit met 2 of 4 uitstekende polenschoenen. De polen worden extern bekrachtigd met een DC spanning en vormen dus een vaste magneet op de rotor. Als de rotor draait, zal deze in de stator een spanning opwekken waarbij de spanning en de amplitude afhankelijk is van de rotatiesnelheid.

Bij een brushless synchroon generator (fig 3 en 4) heb je twee gewikkelde rotoren op eenzelfde aangedreven as. In de wikkelingen van een eerste excitatie-rotor die draait in een stilstaand magneetveld wordt een wisselstroom opgewekt. Deze wisselspanning wordt gelijkgericht door diodes die met de excitatie rotor mee draaien. Met deze gelijkspanning wordt een tweede rotorwikkeling bekrachtigd en deze laatste doet een spanning ontstaan in een tweede statorwikkeling.
Ook hier is de spanning en de amplitude afhankelijk van de rotatiesnelheid. Maar door de excitatie-rotor meer of minder te bekrachtigen kan men de amplitude regelen.

Een derde variant hierop is een double fed generator (fig 5), hierbij wordt rondom de rotor geen stilstaand magneetveld gecreëerd, maar wordt er een draaiveld rondom de rotor aangelegd. De som van de mechanische snelheid van de rotor opgeteld bij de snelheid van het draaiveld gaat dan de frequentie van de opgewekte spanning in de stator bepalen. Dit heeft als voordeel dat men de generator kan aandrijven met een variabele snelheid. Indien de generator te traag draait, zal men de snelheid van het draaiveld rondom de rotor verhogen om de frequentie van de uitgangsspanning constant te houden.

---

---

Een anker uit een asynchroon motor heeft een wikkeling die kortgesloten is.
Hierop ga je geen spanning kunnen zetten, je hebt immers geen sleepringen.

Wat je moet doen is een magneetveld in de stator maken waardoor er stromen in het kooianker gaan lopen (lees: geïnduceerd worden).

Deze stromen zorgen ervoor dat rondom het kooianker ook een magneet ontstaat.
De magnetische rotor gaat dan op zijn beurt een “tweede stroom” in de stator doen ontstaan. Deze twee stroom kan je als energie uit de motor halen.

De twee stromen zijn niet in faze. Immers de stroom die het magneetveld in de stator doet ontstaan is een reactieve stroom. De stroom waaruit je energie kan halen is een actieve stroom.

Vectorieel opgeteld vormen deze twee stromen natuurlijk slechts één stroom die door de motorwikkeling loopt. De cosinus van de hoek tussen deze stroom en de spanning die op de motorklemmen aanwezig is, noemt men de cos fi. Bij normale motorwerking is deze gelegen tussen nul en één. Bij generator werking gaat de actieve stroom in de stator zich “omdraaien” (lees: 180° in faze verschuiven) en gaat de cos fi gelegen zijn tussen nul en minus één. _{(aangepast na opmerking van swieberd)}

De reactieve stroom kan je alleen uit condensatoren (bij eilandwerking) op uit het reeds aanwezige net (bij net-gekoppelde werking) halen.

Ook de netspanning krijg je niet omhoog, daarvoor is het net veel te star, het vermogen van je generator is veel te klein ten opzichte van het vermogen van het aanwezige net. De manier hoe je merkt of je motor werkt als generator is kijken hoe de actieve stroom zich gedraagt ten opzichte van de reactieve stroom, hetgeen wil zeggen hoe de cos fi verandert.

Nu wordt ook duidelijk waarom de motor sneller moet draaien dan zijn synchrone snelheid om als generator te kunnen werken. Immers de reactieve stroom (opgenomen uit het net) vormt al een roterende draaiveld aan 3000 RPM (bij een twee polige stator op een 50Hz net). Als je anker dan eveneens aangedreven wordt aan 3000 RPM ga je geen veldlijnen uit het magnetische statorveld snijden en wordt er geen stroom geïnduceerd in de rotor.

Het is maar als de rotorsnelheid trager of sneller is dan 3000 RPM dat er veldlijnen gesneden worden en stromen in de rotor gaan lopen, die op zich een magneetveld op de rotor doen ontstaan.

Als de rotor veel trager draait dan de snelheid van het draaiveld, worden er veel veldlijnen gesneden en loopt er een grote stroom door de ankerstaven. In dit geval werkt de rotor in MOTOR-werking.
Hoe minder zwaar de rotor belast wordt, hoe sneller deze gaat draaien ten opzichte van het draaiveld en hoe minder veldlijnen er gesneden worden. De motorstroom gaat afnemen.
Als de rotor onbelast draait, gaat hij synchroon draaien met het draaiveld en loopt er geen stroom door het anker. De motor is minimaal belast en de opgenomen stroom is kwasie zuiver inductief (cos fi is laag).

Gaat de rotor sneller draaien dan het draaiveld, gaan er terug veldlijnen gesneden worden en ontstaat er terug een stroom in de rotor, echter tegengesteld als in motorwerking. De rotor werkt nu in GENERATOR-werking.

-------
-------

Indien je een kooianker laat ronddraaien in een stilstaand magneetveld of in een wisselveld, zal je wel stroom induceren in de rotor maar er ontstaat geen draaiveld rondom de rotor. Hierdoor gaat er in de stator geen tweede stroom ontstaan. Het enige wat er gebeurt is dat de ankerstromen het anker gaan opwarmen, ze lopen immers door de kortgesloten ankerwikkelingen.

En met hele lage toeren werken heeft veel nadelen.

Alleen maar nadelen Sowieso een lage spanning of je moet over gedimensioneerde generator hebben.
Maar vooral omdat er dan zo ontzettend weinig energie in de wind zit.

Als jouw windmolen dan volgens zeggen 2 ampère bij 12 volt levert is dat 24 watt in het uur.

Ik ben het er alleen nog niet mee eens dat low RPM hier ook maar weinig vermogen genoemd. Volgens mij is het nuttige vermogen iets als nuttig oppervlakte van de molen en de windkracht. JE kan best bij windkracht 1 ook gewoon 1kW opwekken. Geen idee hoe groot zo molen dan moet zijn.
Maar als ik TS zijn idee over de grote hoor dan is het maar bescheiden en ben nag te weinig voor lage windkracht. Maar ik weet eigenlijk ook niet wat een gemiddelde daarvoor is waar je op moet mikken.

ongeveer hetzelfde idee als zo'n windmeter met drie pollepels, maar dan in het groot.
Aan het uiteinde van de armen komen kunststof vaten van 200 liter die in de lengte zijn doorgesneden

Nadeel lijkt me dat je een klein nuttig oppervlak heb omdat er ook altijd een deel tegen de wind moet draaien. Het zal wel werken.
IK denk ook dat je met een dia van 4 meter en 2 meter hoog je daarvoor een vergunning nodig hebt en dat je dat niet zomaar op je dak mag zetten.

https://www.milieucentraal.nl/klimaat-en-aarde/energiebronnen/kleine-w…

@pamwikkeling:

Mooi omschreven.
In het tweede deel ga je denk ik wel een klein beetje de mist in bij de beschrijving van de faseverschuivingen, 'tweede stroom', en cosinus phi.
Toen de leraren op de MTS ons dat vroeger uitlegden bij de behandeling van wisselstroommachines was het verhaal een klein beetje anders, maar dat doe er niet toe.
Cosinus phi is bijvoorbeeld de hoek tussen de spanning en de stroom, en er loopt niet echt een tweede stroom in de stator.

In je voorbeeld van 3000 rpm zou, als je ook het anker aandrijft met 3000 rpm het magneetveld precies stilstaan tov het anker, dat moet je wel met me eens zijn.
Deze situatie is dus ook meteen mijn beginsituatie, alleen 3000 rpm lager, bij stilstand van het magneetveld en het anker.
In beide gevallen kun je de faseverschuiving buiten beschouwing laten, want die is er niet, er loopt immers nergens stroom, behalve ter compensatie van de verliezen natuurlijk.
Als je het anker nu gaat aandrijven worden er veldlijnen gesneden en wordt er spanning/stroom opgewekt in het anker waardoor een magneetveld ontstaat wat wel degelijk een draaiend veld is omdat het anker nu ronddraait.

Wat in mijn verhaal waarschijnlijk niet genoeg duidelijk is geweest is dat je niet een dusdanig hoge gelijkstroom door de wikkelingen moet sturen zodat de machine zwaar wordt afgeremd, de stroom moet enkel voldoende zijn om genoeg magneetveld te doen ontstaan zodat in de rotor een spanning/stroom kan worden opgewekt in de staven van de kooi.

Als het anker voldoende toeren maakt, heb je een ronddraaiende spoel in een stilstaand magneetveld waardoor in de spoel/het anker, een stroom gaat lopen wat weer een magneetveld tengevolge heeft. Dit magneetveld draait rond met de snelheid van het anker, en wekt in de spoelen van de stator dus een spanning op.
Dat is hoe ik het zie, en ik ben ondanks alle goede reacties nog steeds niet helemaal overtuigd dat dit niet klopt....
Ik zie nog steeds bij degenen die het proberen te weerleggen aannames die niet helemaal kloppen, of wat ik in ieder geval anders zie.

.
Even voor alle duidelijkheid, ik probeer niet koste-wat-kost mijn gelijk te halen, integendeel ik wil net zo graag weten waarom het niet zou werken.
Ik wil alleen wel precies weten waarom!
Omdat ik een beelddenker ben is het voor mij soms moeilijk om mij in de denkwijze van iemand anders te verplaatsen, maar andersom geldt dit ook.
Ik ben wel heel blij met alle reacties hier, zelfs die van 'Ex-fietser' Ik houd wel van een goed gesprek, je weet nooit waar het soms toe kan leiden...

Op 20 juli 2023 00:38:06 schreef swieberd:
Het wordt zowieso een vertikale as, met drie armen van ongeveer anderhalf a twee meter lang, de rotordiameter wordt maximaal 4 meter, waarschijnlijk wel iets minder.

En dat met drie halve vaten erop, dus een gewicht van +/- 3 X 8.7Kg : 2 = 13Kg. En dat wil je snel draaiend gaan maken.

Ik heb een vrij goed ontwerp in gedachten van een sneldraaiend type met een behoorlijk rendement, ...

Ik vraag het me af of dat zo is. En dan wil je zoiets op het dak zetten, veel succes met de vergunning.

Aan het uiteinde van de armen komen kunststof vaten van 200 liter die in de lengte zijn doorgesneden, ...

Jou vaten hebben doorgesneden ongeveer +/- een oppervlakte van 0.4 m². Bij bijvoorbeeld windkracht 4 krijg je dan een stuwdruk van tussen de 1.9 en 3.9Kg/m². Dat is dus een druk van +/- 0.4 X zeg 2.5 = 1Kg per vat. En dat gaat dan ronddraaien met +/- 25 Kilometer per uur. Ik moet Ex-fietser toch gelijk geven.

Deze molen draait zowieso te langzaam om direct op de as een generator te zetten, ik heb derhalve een flink grote overbrenging in gedachten met twee poelies en een grote v-snaar, een soepele A-snaar om zo weinig mogelijk verlies te hebben.

Het rendement bij V-snaren ligt zo tussen de 60 en 95 procent, daar ga je dus al veel verliezen.

Waarschijnlijk ga ik eerst voor de simpele autodynamo, omdat ik daar, ondanks alle scepsis toch nog wel wat vertrouwen in heb, ...

Even een klein voorbeeld van wat een dynamo opwekt bij welk toerental.

ik heb vaak gemeten in een oude auto wanneer en hoeveel zo'n dynamo gaat laden en dat viel me nog mee. Maar ik vermoed ook dat dit waarschijnlijk te weinig gaat opleveren.

Meten aan een dynamo die in een auto zit is natuurlijk niet te vergelijken. Wat een dynamo opwekt aan vermogen zal ook door de motor geleverd moeten worden. In jou geval moet de constructie van de molen dat gaan doen. Stel dat je dynamo 3kW afgeeft, dan moet je molen al meer dan 3kW gaan leveren om het aan de gang te houden. En dat is niet alleen met een dynamo zo, maar met iedere generator. Dus wat je ook gaat gebruiken, dit gegeven blijft een feit.

Maar deze kan ook zo worden verwisseld met een permanent-magneet motor van een wasmachine of een fiets.

Ik vrees dat zoiets het zelfde probleem geeft. Je komt gewoon vermogen te kort.

De poelie onder de molen maak ik van een groot rvs fietswiel, dat met een versterkte bevestiging onderop de as van de molen wordt bevestigt, ...

Je weet zeker niet hoeveel verlies dat gaat geven. Maar van mij mag je het proberen.

Deze konstruktie komt op een hoogte van ongeveer acht meter op de schoorsteen van het huis te staan! (In een dorp) Omdat daar de meeste ruimte is, en het ziet er natuurlijk geweldig mooi uit!

Ik kan niet wachten op de foto's.

Mocht blijken dat het toch nog te weinig oplevert bij weinig wind dan komt er simpelweg nog een verdieping bovenop van nog drie wieken, 60 graden verdraaid natuurlijk, dat zou afdoende moeten zijn.

Ik ben blij dat ik je buurman niet ben, of je moet vrijstaand wonen dan wordt het anders.

En, voordat iedereen daar (weer) over begint, maak je vooral geen zorgen over de schoorsteen! Hij komt dan wel op de schoorsteen, maar die hoeft alleen het gewicht te dragen, de zijdelingse krachten worden via een framekonstruktie afgevoerd naar ander delen van het dak.

Maar dan nog, weet je wat er gebeurt bij windkracht acht of negen?

Maar nogmaals, op het moment ben ik daar niet zo mee bezig, ...

Ik zou het bij een hersenspinsel houden.

Maar het neemt niet weg dat het, het proberen waard is. Maar zet zoiets niet op je dak, test het eerst uit op de grond.

En ik ben reuze benieuwd naar je berekening, want volgens mij zie je toch echt het één en ander over het hoofd.

En nog iets, kijk eens wat zo'n gekochte molen doet. Al die dingen hebben waardeloze specs, Ik ken ook een aantal mensen die zo'n molen hebben, allemaal zeggen ze dat ze het niet al te best doen. Rendement is nihil word er gezegd door de personen.

Als je zoiets wil maken moet je er een maken met wieken, (horizontaal dus) die hebben nu eenmaal het beste rendement, maar daar moet je wel de ruimte voor hebben. Molens moeten hoog zijn en grote wieken hebben.

Hier trouwens nog even zo'n wind staatje.

dubbel

[Bericht gewijzigd door benleentje op vrijdag 21 juli 2023 20:34:00 (99%)]

En dat gaat dan ronddraaien met +/- 25 Kilometer per uur. Ik moet Ex-fietser toch gelijk geven.

Dat is eigenlijk wel een nadeel van zo een constructie dat het met de windsnelheid mee draait, dat heb je bij molen met wieken volgens mij niet dan is de hoek van de bladen die de snelheid bepaald.

25km/h =7m/s
Voor dia 4 meter is dan 1.75x rond per seconde en geeft 105 rpm.
daar moet toch wel een geschikte generator voor te vinden zijn.

1kg/vat? Zou graag het vermogen dan willen weten. 10N zover kom ik nog wel.

Ik hoop dat deze goed is.
P = F x v = 20N x 7m/s = 140W
Ik weet niet of dit klopt om de V dan hier de wind snelheid is en dat hoeft niet gelijk te zijn aan de snelheid die de molen draait.

Daarvoor hoef ik het niet eens eerst in mijn tuin te proberen. 140W zou bij 100% rendement zijn, maar er is ook een deel van de vaten wat steeds tegen de wind in draait. Oke dat is wel rond en vangt een stuk minder wind maar ik denk dat 30% minder het zeker is. Dan hou je 100W over.

Met >30m/s word het een beetje leuk jammer dat dat maar een paar dagen per jaar is. Maar voor energie opwekking erg interessant.

Wat een dynamo opwekt aan vermogen zal ook door de motor geleverd moeten worden. In jou geval moet de constructie van de molen dat gaan doen. Stel dat je dynamo 3kW afgeeft, dan moet je molen al meer dan 3kW gaan leveren om het aan de gang te houden. En dat is niet alleen met een dynamo zo, maar met iedere generator. Dus wat je ook gaat gebruiken, dit gegeven blijft een feit.

Dat is wat ik volgens mij de hele tijd zeg. Je moet wel genoeg wind kunnen opvangen om dat te kunnen omzetten naar elektrische energie. De windsnelheid is dan nog niet eens zo belangrijk. Theoretisch kan je uit 1mS wind ook 1kW halen.

Op 21 juli 2023 20:54:59 schreef benleentje:
Met >30m/s word het een beetje leuk jammer dat dat maar een paar dagen per jaar is.

30m/s is in Nederland een paar minuten per jaar. (als je niet aan het strand zit).

Op 21 juli 2023 20:54:59 schreef benleentje:
Dat is eigenlijk wel een nadeel van zo een constructie dat het met de windsnelheid mee draait, dat heb je bij molen met wieken volgens mij niet dan is de hoek van de bladen die de snelheid bepaald.

Ja precies, daar heb je ook nog eens een groter oppervlak van de bladen en ze zijn goed ontworpen en berekend voor een zo goed mogelijk rendement.

25km/h =7m/s
Voor dia 4 meter is dan 1.75x rond per seconde en geeft 105 rpm.
daar moet toch wel een geschikte generator voor te vinden zijn.

Een dynamo gaat zeer weinig tot niets doen bij dat toerental, daar zal een versnelling toegepast moeten worden om een hoger toerental te krijgen. En dat kost extra energie.

1kg/vat? Zou graag het vermogen dan willen weten. 10N zover kom ik nog wel.

Het wordt wel iets meer natuurlijk. Bij een diameter van vier meter heb je een arm van twee meter, dan heb je per vat zo'n 20Nm. Je hebt drie stuw vlakken die redelijk snel rond draaien, je krijgt ook een soort van vliegwiel effect. Nu kan je die 20Nm niet helemaal met drie vermenigvuldigen, maar ik denk wel dat je rond de 45 a 50Nm uit komt. Maar het is voor mij ook een tijd geleden.

Ik hoop dat deze goed is.
P = F x v = 20N x 7m/s = 140W

Ik weet niet of die formule zo klopt, maar zou kunnen.

Met >30m/s word het een beetje leuk....

Dat vraag ik me af, ik zou er dan niet graag bij in de buurt staan.

is wat ik volgens mij de hele tijd zeg. Je moet wel genoeg wind kunnen opvangen om dat te kunnen omzetten naar elektrische energie.

Precies.

De windsnelheid is dan nog niet eens zo belangrijk. Theoretisch kan je uit 1mS wind ook 1kW halen.

Als je maar genoeg oppervlakte kunt creëren.

Nu kan je die 20Nm niet helemaal met drie vermenigvuldigen, maar ik denk wel dat je rond de 45 a 50Nm uit komt.

Er blijft ook een deel tegen de wind in draaien. Ik hou het even op 45Nm
Maar ik was even vergeten naar Nm te gaan.
TS heeft 2 vaten op elkaar = 2 x 45Nm = 90Nm

P = T x 2 x pi x n
of P = T x 2 x pi x n / 60 (rpm)

P = 90 x 2 x 3,14 x 1,75 = 989W

Dat is al veel beter daar heb je wel wat aan bij windkracht 4

Op 22 juli 2023 23:37:25 schreef benleentje:
TS heeft 2 vaten op elkaar....

Weet je dat zeker? Zoja, dan heb ik dat gemist.

Ik heb hem wel zien schrijven, als drie niet genoeg is zet ik er nog drie boven op.

Dat zou inderdaad al beter zijn, maar je blijft met dat lage toerental zitten. Een dynamo gaat niet veel doen.

Ik kon m'n nieuwsgierigheid niet langer bedwingen en heb vandaag even snel een houtje-touwtje experiment uitgevoerd.
Ik vond een oude driefasenmotor van 750W en 1400 toeren, wikkelingen 220 volt.
De weerstand van de wikkelingen ongeveer 10 ohm. De motor nam in ster ongeveer 3 ampere volgens het plaatje.
De wikkelingen konden dus ongeveer 1,7 ampere per stuk hebben.
Ik heb de secundaire kant van de trafo van een acculader gebruikt als smoorspoel.
Met een regelbare voeding heb ik de gelijkspanning verzorgd.

Conclusie:
Het idee was goed, in principe werkt het.
Maar waarschijnlijk heb je er weinig aan, want het werkt niet zo goed dat de vlag uit kan zeg maar!
Met ongeveer een half ampere door èèn van de wikkelingen, kon ik op de scoop een rimpelspanning bovenop de gelijkspanning waarnemen van ongeveer een volt als ik een flinke draai aan de poelie gaf met de hand, maar heel kort natuurlijk.
Bij een stroom hoger dan 1,2 ampere ging de poelie zo zwaar dat ie niet op gang te krijgen was, stond meteen weer stil.
Bij ongeveer 1 ampere heb ik een poging gedaan om het geheel met een boormachine aan te drijven. Dat ging niet helemaal lekker, maar ik gok ongeveer 500 rpm te hebben bereikt.
Ik had het gevoel alsof het bij het op gang komen zwaarder ging dan wanneer ie wat op gang was, alsof hij over een bepaalde drempel van een rem heen moest of zo.
De rimpelspanning werd wat groter, omdat er ongeveer 10 volt gelijkspanning op stond moest de scoop een standje hoger, en de rimpel zal ongeveer een volt of 5 top/top zijn geweest.

Het werkt in principe dus wel, maar om te weten of je er echt wat mee kan zal er veel meer en beter mee geëxperimenteerd moeten worden.
Kijken wat ie op 3 fasen doet, en wat een zwaardere motor gaat doen bijvoorbeeld.
Feitelijk nu nog geen uitsluitsel dus....