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  1. Gerne im Forum
    Avatar von Rumo
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    Bau eines Micro Windgenerators

    #1
    Hi,
    Ich habe mir mal Gedanken gemacht, wie ich einen kleinen Windgenerator bauen kann, um unterwegs Strom zu haben. Käufliche Varianten sind entweder teuer, nicht das was ich will, auf jeden Fall aber viel zu groß und schwer, um sie zu transportieren.

    Ich will den Windgenerator statt Solarpanel mitnehmen, also muss das Teil klein verpackbar, simpel, halbwegs robust und vor allem leicht sein.

    Ich stelle mir das so vor, dass der Durchmesser des Rotors in etwa 30cm beträgt. Für die Flügel würde ich mich beim Modellbau bedienen. Ich denke ein 3-Blatt Spinner für Klappluftschrauben wäre ein guter Anfang. Nur weiß ich nicht, ob man die Klapp-LS auch "falsch rum" einsetzen und dann auch noch nach hinten wegklappen kann? Wenn sich da jemand auskennt bitte ich um Aufklärung.
    Der Spinner wird dann direkt auf die Welle eines Schrittmotors/Generator geschraubt. An den Generator muss dann natürlich noch ein Gleichrichter (Diode). Wenn das dann soweit klappt würde ich eine Konstantstromquelle anschließen, die 5V, 500mA ausgibt (USB).

    Über Gehäuse, Befestigung etc muss ich mir noch weiter Gedanken machen. Allerdings wüsste ich gerne, ob das bis jetzt halbwegs sinnvoll klingt?

    Freue mich über Ratschläge!

  2. Fuchs

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    AW: Bau eines Micro Windgenerators

    #2
    Hi,

    ich glaube so einen ähnlichen Thread gab es schonmal hier.
    Selber habe ich leider keine Erfahrungen mit dem Bau eines tragbaren Windgenerators gemacht, deswegen kann ich dir da auch keine Tipps dazu geben. Ich würde dir aber zu dem Einbau eines Pufferakkus raten, sonst kannst du bei variablen Windstärken die teure Elektronik im angeschlossenen Gerät beschädigen.

    Grüße

    P:S:PN zu einem anderen Thema geht gleich an dich raus.

  3. Fuchs

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    AW: Bau eines Micro Windgenerators

    #3
    Zitat Zitat von Rumo Beitrag anzeigen
    Hi,
    Ich habe mir mal Gedanken gemacht, wie ich einen kleinen Windgenerator bauen kann, um unterwegs Strom zu haben. ...Wenn das dann soweit klappt würde ich eine Konstantstromquelle anschließen, die 5V, 500mA ausgibt (USB).

    Über Gehäuse, Befestigung etc muss ich mir noch weiter Gedanken machen. Allerdings wüsste ich gerne, ob das bis jetzt halbwegs sinnvoll klingt?

    Freue mich über Ratschläge!
    Das ist ja mal ein interessantes Projekt, bin mal gespannt was dabei rauskommt... Ich glaube nicht so recht an Machbarkeit... Bin aber absoluter Laie.
    Schwierigkeiten die ich sehe:
    der Rotor muss gross genug sein, um vom Wind wirklich getrieben zu werden, wie dann aber verpacken/transportieren
    woher nimmst Du einen Generator, der vernünftige Leistung bringt?
    Und 500mA auf USB lädt lange nicht alle Telefone, geschweige denn was Anspruchsvolleres... Weiss ich aus leidvoller Erfahrung mit Netzteilen, die leider nicht austauschbar sind, trotz USB-Standard...
    Hawe

  4. Anfänger im Forum
    Avatar von Clubbie
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    AW: Bau eines Micro Windgenerators

    #4
    Hallo,
    ich kenne mich sowohl beim Modellflug, als auch in der Windenergie aus
    Also prinzipiell ist es natürlich möglich und auch reizvoll, eine leichte und mobile Stromversorgung dabei zu haben.
    Andererseits sprechen meist die nackten Zahlen dagegen, wenn man sich die Leistungsformeln der Windenergie anschaut. In deinem Fall hab ich das mal ganz grob gerechnet für einen Rotor mit einem Durchmesser von 50cm (entspricht den üblichen 20" Propellern) und einem cp von 0,3 (völlig aus dem Bauch heraus... o,59 ist das Maximum) und einem angenommenen Generatorwirkungsgrad von ebenfalls 0,3 (kann natürlich höher liegen, aber sicher nicht bei zweckentfremdeten Schrittmotoren ). Du brauchst für deine 2,5W eine Windgeschwindigkeit von 6,1m/s, entspricht 4 Bft. Ich weiß nicht wo du unterwegs bist, aber in unseren Breitengraden kommst du vor allem in Bodennähe nicht oft in den Genuss solcher Windgeschwindigkeiten.
    Was darüber hinaus noch völlig offen ist:
    • Wie gut sich die Modellluftschrauben für einen Generatorbetrieb eignen. Prinzipiell kann man die so verwenden. Wenn ich bei meinen Modellen die Motorbremse deaktiviere, wird ein Anklappen der Luftschraubenblätter nach dem Ausschalten des Motors verhindert. Die Luftschraube dreht sich dann sehr ordentlich im Fahrtwind mit (was bei uns unerwünscht ist, deswegen eigentlich die Motorbremse). Der Unterschied: Die Modelle sind mit deutlich mehr als 6m/s unterwegs! Ich vermute, dass sich die schmalen Blätter bei 6m/s noch gar nicht in Bewegung setzen, vor allem weil dahinter noch ein Generator hängt, der von sich aus und unter Belastung ("Stromentnahme") ein ordentliches Gegenmoment entwickelt.

    • Die Leistungs-Drehzahl-Charakteristik deines Generators. Wenn die 2,5W bei 5000 1/min anliegen nützt das wenig...

    • Montage, Mast & Abspannung etc...


    Also ich würde da keine Energie reinstecken, obwohl ich für so etwas immer zu haben bin. Eine einfache Plug&Play Lösung wird das nicht. Du wirst ordentlich Zeit und Hirnschmalz investieren müssen, mit ungewissem Ergebnis! Und ob die Sache am Ende noch so transportfreundlich ist, ist auch sehr unsicher. Ein Solarpanel ist m.M.n. die deutlich bessere Alternative.
    Aber lass dich durch mich nicht entmutigen, wenn du dich daran versuchst, um so besser

    Gruß Christian
    Geändert von Clubbie (20.06.2012 um 19:34 Uhr)

  5. Gerne im Forum
    Avatar von Rumo
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    AW: Bau eines Micro Windgenerators

    #5
    Geplant war die Verwendung dieses (oder ähnlich) Generators: eBay

    Bei eBay.com verkauft jemand kleine "Windturbinen", mit denen er/sie angeblich schon Akkus geladen hat. Ich denke mir, wenn man das etwas durchdachter löst müsste dabei schon etwas mehr rausspringen.

    Das 500mA bei USB die absolute Untergrenze sind ist mir bewusst. Pufferakku ist auch schon vorhanden/eingeplant, aber erstmal fand ich die Überlegung zur Lösung des Rotors/Repellers wichtiger.

    Den Nabendynamo-Thread hatte ich gefunden, aber das Ding wiegt 1.8kg. Glaube nicht, dass ich da abschauen kann. Und Solarpanel hatte ich mich auch schon informiert, aber ich finde nichts, was mich voll überzeugt. Am ehesten noch ein Goal0 oder Flexcell. Allerdings hatte ich bis jetzt immer so das Gefühl, dass eher Wind als voller Sonnenschein vorkommt.

    Im Endeffekt finde ich das Thema einfach echt interessant und hatte die Idee schon früher mal. Jetzt steht die nächste Prüfungszeit an und da brauch ich noch was zur Ablenkung nebenher...

    Danke schonmal für die Ideen!

  6. Anfänger im Forum
    Avatar von Clubbie
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    AW: Bau eines Micro Windgenerators

    #6
    So ein Schrittmotor ist bleischwer... Guck dir mal die Fahrraddynamos an (die modernen eingespeichten)! Zu denen gibt es auch schon viele Basteleien, zwecks Leistungserhöhung usw.
    Der Generator sollte ohne Last bei Nenndrehzahl eine deutlich höhere Spannung liefern, als unter Last benötigt wird ( etwa das 2-fache...)

    Viel Erfolg,
    Christian

  7. Gerne im Forum
    Avatar von Rumo
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    AW: Bau eines Micro Windgenerators

    #7
    Eingespeichter Dynamo hört sich schwer nach Nabendynamo an. Und ist damit aus dem Rennen, weil teuer, groß und schwer. Sollte ich dich missverstehen, könntest du dann bitte ein Beispiel machen?

  8. milestone
    Gast

    AW: Bau eines Micro Windgenerators

    #8
    meinst du den rotor des generators? oder ist roter = repeller? denn ein 30 cm rotor wird n ganzschönes monster. der rotor, der maschine, die ich grad nachrechne hat 247 mm durchmesser.. und das teil macht über 300 kw.
    die blätter des repellers sind anders geformt, als antriebsblätter (propeller). dazu gibt es aber schöne bücher, mit bauformen und anstellwinkeln.

    wenn du einen permanenterregten gleichstromgenerator nimmst, dann brauchst du keine diode. es gibt kennlinien des windes, die kannst du mit der generatorkennlinie übernander legen, dann siehste, was bei welcher v_wind raus kommt.

    dazu kommt die masthöhe... ein wanderstock bringt da nicht sonderlich viel.
    wenn dann müsste man das mit repellerfläche ausgleichen, auch dafür gibt es kurven und formeln wie sich die fläche zur leistung verhält. (mal sehen ob ich die irgendwo finde, oder du schaust mal in der literatur nach).
    dazu kommt die ladeschaltung mit kondensatoren, charge pump und regelung.

    ich würde das rückwärts aufziehen.

    zuerst den leistungsbedarf, des verbrauchers, dann die ladeschaltung, und dann den repeller (anhand der windgeschwindigkeit) , dann den generator danach die befestigung.

    bei 5 watt ausgangsleistung + 0,9*5W =5,45 watt

    und jetzt kommt das problem....

    es gibt generatoren (150 gr), die liefern 20 W bei 3000 min^-1 . nur wie 3000 min^-1 erreichen? das wären blattspitzen geschwinditgkeiten ( repellerdurchmesser = 1 m) von über 39 m/s....
    und hier fängts an. realistische windgeschwindigkiten bestimmen, repellerdurchmesser und geometrie, generator, welcher mindestens 5,5 watt liefert. dazu kommt die frage, ob die achse überhaupt für die windlast usw. ausgelegt ist, oder ob es nicht einfach alles zerhaut.

    man kann sich auch etwas besorgen, was ungefähr passt und dann selber wickeln.... aber davon hab ich keine ahnung.

  9. Erfahren

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    AW: Bau eines Micro Windgenerators

    #9
    Also zu dem Generator den du da gepostet hast... Wenn du da das Windrad dranbastelst muss du wohl oder übel mit einberechnen, dass das Rad an sich n Bisschen was wiegt und dadurch die Achse vom Generator nach unten zieht. Auch wenn der Generator, den du gepostet hast, zwar für Windräder sein soll, kann ich mir kaum vorstellen, dass das lange Wartungsfrei läuft. Außerdem müsstest du ständig die Richtung korrigieren, Wind dreht sich.
    Wie willst du die ganze Geschichte denn in den Himmel bekommen? Ein paar Meter müssten das schon sein und son ein Gestell zu schleppen, könnte recht schwer werden, jedenfalls bist du schnell über 1,8kg.

    Was vielleicht für deinen Zweck noch ein Bisschen einfacher wäre, wäre ein vertikales Windrad. So ein H-Rotor spricht schon bei geringen Windgeschwindigkeiten an und du musst ihn nich ausrichten. Wenn mal eine Böe aus einer anderen Richtung kommt, kann die z.B. auch genutzt werden. Auch kann man so einen Rotor, der ja im Prinzip nur aus einzelnen Stangen besteht, gut auseinanderbauen und transportieren.
    Ich hoffe ich hab meine momentanen Zweifel nicht zu drastisch ausgedrückt, das Projekt an sich finde ich jedenfalls sehr interessant

    aleX

  10. milestone
    Gast

    AW: Bau eines Micro Windgenerators

    #10
    für die blätter des repellers würde ich faserverbundstoffe nehmen, oder etwas spannbares. mein traum wären aufblasbare flügel...... repellerdurchmesser 1 m und packmass wie ne flasche bier.

  11. Gerne im Forum
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    AW: Bau eines Micro Windgenerators

    #11
    Ich meinte den Repeller mit 30cm.

    Der Plan ist mit dem Windrad wenn möglich per USB Akkus zu laden. Der Staubsauger muss damit nicht laufen. Und ich will erstmal probieren, obs funktioniert. Wenn das passt, dann würde ich das ganze etwas überlegter von vorne beginnen.

    Ein vertikales Windrad hab ich auch schon überlegt, weiß aber nicht, wie ich daran komme.

  12. Anfänger im Forum
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    AW: Bau eines Micro Windgenerators

    #12
    Der Meinung bin ich auch. Hatte den H-Rotor schon einmal in einem anderen Beitrag erwähnt, wo es um die gleiche Aufgabenstellung ging. Die Vertikalachser sind wesentlich einfach aufgebaut und für solche Aufgaben besser geeignet.

    Ich würde mir einfach mal entsprechende Literatur besorgen (Rotorbau, Kleinwindanlagen etc), die gibt es reichlich. Es gibt auch ein Forum, kleinwindanlagen.de, da bist du deutlich besser aufgehoben!

    Achso, Nabendynamos gibt es verschiedenen Größen. Der den ich am Rad habe, ist sicher nicht schwerer wie dein Schrittmotor aus Ebay. Aber die ganz einfachen Mabuchi oder Speed Motoren von Conrad sollten auch funktionieren.

    Gruß Christian

  13. Anfänger im Forum
    Avatar von Clubbie
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    AW: Bau eines Micro Windgenerators

    #13
    Zitat Zitat von Rumo Beitrag anzeigen
    Ich meinte den Repeller mit 30cm.

    Der Plan ist mit dem Windrad wenn möglich per USB Akkus zu laden. Der Staubsauger muss damit nicht laufen. Und ich will erstmal probieren, obs funktioniert. Wenn das passt, dann würde ich das ganze etwas überlegter von vorne beginnen.

    Ein vertikales Windrad hab ich auch schon überlegt, weiß aber nicht, wie ich daran komme.
    Vergiss 30cm Rotordurchmesser und 5W einfach
    H-Rotoren zu bauen ist sehr einfach. Google einfach mal danach und guck dir die Videos auf Youtube an, dann bekommste einen Eindruck davon. In Kurzform: Aufbau wie einen Modellfliegertragfläche. die Profilkerne mit dem heißen Draht aus Styropor schneiden und mit Furnier beplanken. Fertig... Ist an einem Tag erledigt und ist robust und leicht (Schwungmasse). Hier wie man den heißen Draht baut und die Kerne schneidet: http://www.extremflug.de/seite028.htm

  14. milestone
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    AW: Bau eines Micro Windgenerators

    #14
    auch für einen h-rotor brauchste ne lagerung / gestell, das teil kannste nicht einfach an die welle schrauben, die gleinen generatoren gehen hops dabei. und das teil soll ja transportabel bleiben. für mobile lösungen müsste das gestell verlegbar sein, die flügel robust und der generator wartungsarm. d.h. einen rahmen für den h-rotor, und dort dann den generator angeflanscht. dazu kommt je nach örtlichkeit noch ein mast (planen(tarp)stange) + abspanungen.

    so als idee in den raum geschmissen:

    der rahmen aus alurundprofil gefräst, gewindeschneiden und flügelmuttern (für die montage ohne werzeug), das ganze angeflanscht an den permanenterregten generator, flügelhöhe ca 50 cm. ich rechne mal mit 1 kg für den rahmen und 500-1000gr für die flügel, den generator und die sichere verpackung.

    kosten: für den prototyp an material (kleinmengenabnahme)
    30 € rahmen
    20 € generator
    20 € kleinteile
    10 € schaumpolysterol (styropor)
    30 € laderegelung, laminierung, gelumpe.
    =
    100 €

  15. Anfänger im Forum
    Avatar von Clubbie
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    AW: Bau eines Micro Windgenerators

    #15
    Der Generator wird nicht axial direkt an die drehende Welle angeflanscht, die Drehzahl reicht hinten und vorne nicht. Der Generator wird einfach radial versetzt, sodass man eine einfache Untersetzung realisieren kann (einfacher Keilriemen). So wie hier (Bilder in der Mitte http://www.fieldlines.com/index.php?topic=140022.0 oder http://www.youtube.com/watch?v=AbT_vX-nzQg&feature=related)
    Die Streben, die die Rotorblätter verbinden und auf Abstand halten, können mit Kugelköpfen oder anderen Schnellverschlüssen in Sekundenschnelle gelöst und zusammengefaltet werden. Für 3 Rotorblätter, 50x 10 cm, sind mit 300g machbar.

  16. Anfänger im Forum
    Avatar von Clubbie
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    AW: Bau eines Micro Windgenerators

    #16
    Hier ist 1:1 der Flügelbau für einen H-Rotor dokumentiert! http://www.daswindrad.de/forum/viewtopic.php?f=3&t=270

  17. Erfahren

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    AW: Bau eines Micro Windgenerators

    #17
    Zitat Zitat von Clubbie Beitrag anzeigen
    Hier ist 1:1 der Flügelbau für einen H-Rotor dokumentiert! http://www.daswindrad.de/forum/viewtopic.php?f=3&t=270
    Ich denke von der Stabilität und auch von der Effizienz ist das hier die beste Lösung (schönes Tutorial übrigens). Wiegen tut das auch nicht mehr als ein herkömmliches Windrad.
    Meine Frage bzgl. der Aufstellung ist immer noch nicht geklärt oder?

    Für die Gleichrichtung würde ich dir übrigens nicht unbedingt eine einzelne Diode empfehlen, da kommt am Ende dann doch relativ wenig Gleichstrom raus. Ein Brückengleichrichter mit einem nachgeschalteten Glättungskondensator sollte es schon sein.

    aleX

  18. milestone
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    AW: Bau eines Micro Windgenerators

    #18
    keilriemen, zahnriemen, direktgetriebe.... alles schön und gut, ich denke trotzdem, dass die querbelastung auf die welle zu hoch wird. oder der generator wird schwerer. dazu eben noch die halterung des generators und der übersetzung. das ganze robust und ourdoortauglich, auch mit handschuhen montierbar, teleskopdreibein für aufstellung, abspannungen, laderegelung. dazu die kugellager für die welle des rotors.

    bleibt noch die frage des gewichts und des transportes. aber da kann man ja optimieren.

    interessant wären die h-räder mit fertigen schaufeln oder töpfen aus gfk (windmesser), auf die hauptwelle zwei lager geschrumpft (gepresst) welche über schellen am träger gefestigt werden. ich würde sowenig querlast wie möglich auf die generatorwelle wirken lassen, aber dafür kann man ja eine hilfswelle nehmen, welche auch kugelgelagert ist. , dazu ein 3 bein abspannleinen und laderegelung.

  19. Erfahren

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    AW: Bau eines Micro Windgenerators

    #19
    Also ich denke, dass dieses ganze Projekt zwar interessant und auch umsetzbar ist, letztendlich aber an der portablität scheitern wird. Man müsste das ganze wohl wenigstens auf 2 Rucksäcke verteilen, denn 3-4 kg hat man glaube ich schnell zusammen.
    Eine andere Frage die ich mir stelle wäre noch, warum man so dringend Strom brauchen sollte, dass man es bei widrigen Bedingungen mit Handschuhen z.B. aufbauen können sollte

    aleX

  20. Gerne im Forum

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    AW: Bau eines Micro Windgenerators

    #20
    Ich hätte noch einen ganz anderen Ansatz:

    Es gibt doch diese Drachen artigen Dinger, die man wo aufhängt und dann drehen sie sich halt im Wind. So etwas ca: http://www.drachenforum.net/forum/Turbine-7-5-m-Colours-Motion-feedback-gesucht-t61673.html

    dann müsste man das Drehmoment nur mehr auf die Achse des Dynamos übertragen. Vorteil wäre dass es sich sehr klein zusammen falten lässt und vielleicht auch relativ leicht werden könnte. Keine Ahnung ob man das wirklich leicht umsetzen kann dass es auch wirklich Leistung überträgt.

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