[BiVAXT-D] - Big VAWT Draft [for MOEHRSHIP]

OSEG Projekte Mobile Earthship ("MOEHRSHIP")
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Um für das Mobile Earthship regenerativ Elektrizität zu gewinnen, wird eine einfache und schnell / ohne große Forschung zu fertigende VAWT-Lösung benötigt.
Leistung sollte um die 5 kW sein. Dies verspricht ein netter Hersteller einer VAWT, die recht gut aussieht:

http://www.vbine.com/advantages

Noch dazu kombinieren sie alle Ziele, die auch OSE für Projekte vor Augen hat.

Ohne jetzt große Grundlagenforschung zu betreiben würde ich diese VAWT-Konstruktion erstmal DIY nachbauen und evaluieren (in WerkBox3, FabLab Munich).

Optimaler Weise wird diese VAWT dann an DiVER angeschlossen :slight_smile:

Das Projekt konkurriert nicht mit TiVA da es nicht den anspruch an eine Lehr und Forschungsplattform erhebt, sondern ein Draft-Protoyp für eine „lebensgroße“
VAWT darstellt. Input vom TiVA-Projekt ist hochwillkommen!! :slight_smile: @Alex :slight_smile:

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Hi Aron,

ich hab Zweifel, ob das Ding auch nur annähernd hält was es verspricht. Und finds auffallend, das auf der Webseite gar keine technischen Daten zu finden sind.

Ist ja schön wenn das bereits bei 1.2m/s anläuft, aber ab welcher Windgeschwindigkeit wird dann Strom erzeugt ? Wo ist eine Kurve die den Ertrag bei verschiedenen Windgeschwindigkeiten aufzeigt ? Wo ist die Größe des Teils beschrieben, Länge und Rotordurchmesser ?

Und die 5 KW werden bei Wind-Peak erzeugt, das dürften dann so 12 bis 13 m/s sein, also etwa Orkan-Stärke :wink: Solche Winde gibts aber pro Jahr nur recht selten und dann ist die Frage ob das Windrad das wirklich überlebt.

Webseiten dieser Art gibts im Internet zuhauf. Ich weiss immer nicht, was genau damit bezweckt werden soll, ich denke mal, die wollen entweder ein paar User finden, denen sie sowas andrehen können, oder aber vielleicht auch ein paar dumme Investoren denen das Geld locker sitzt. Eine etwas besser gemachte Website dieser Art ist http://www.quietrevolution.com/index.htm ,oder auch http://deutschland.home-energy.com/ebv100.htm , aber auch bei denen hab ich arge Zweifel

Wenn Ich sowas machen wollte, dann würde ich eher auf erprobte Community-Projekte setzen, also sowas wie http://www.kleinwindanlagen.de/ .

Am sinnvollsten würde mir allerdings erscheinen, erst mal zu evaluieren, inwieweit TIVA skalierbar ist, soweit ich verstanden hab sollte das problemlos möglich sein. Und wenns mir darum ginge, schnell loszulegen und nicht erst auf die Entwicklung von TIVA zu warten, dann würde ich mir nach eigenem Gusto etwas ohne große Materialkosten zusammenbauen, vielleicht aus verfügbarem Schrottmaterial und damit mal experimentieren. Ich hab z.B. neulich nen alten Drehstuhl entsorgt, dessen Drehachse/Drehmechanismus mir ganz wunderbar für solche Zwecke als Achse und Lager geeignet erschien, weshalb ich mir selbige auch gleich ausgebaut und in mein „Materiallager“ gelegt habe :wink:

Gruss, Oliver

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http://www.youtube.com/watch?v=HXpvOyfcvCY

hier ein Video mit ein paar mehr infos

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Also das Design ist nicht schlecht. Wo genau findet man denn die Pläne? Hab ich nicht gefunden.

Oliver scheint sich schon gut auszukennen, die Anlaufgeschwindigkeit sagt in den Anwendungsfall nicht viel aus bezüglich dem Energieertrag, zeigt aber, dass der drag-Koeffizient sehr hoch ist.

5kW_peak ist okay als Angabe, aber das interessiert eh keinen der sich auskennt :wink:

TiVA ist nicht so weit zu skalieren, ein von TiVA abgeleitetes Modell später schon. TiVA hat ja einen separaten Eintrag im Wiki und die Ziele sind da anders. Der Controller (Wilssen), Gleichrichter etc kann verwendet werden, falls der Generator passend ist.

5kW ist sehr viel Leistung für den Anfang und zu teuer glaube ich? 5kW ist so viel, dass man noch nichteinmal den Generator tragen kann und ohne Kran auf einen Mast heben. Eine Autobatterie mit 5000W / 12V = 416A laden geht natürlich auch nicht. Also muss gleich eine große Batteriebank her. 5kW mit unter 60V Systemspannung (SELV) ist auch nicht wirklich möglich - nicht nur hier wird’s illegal, bei dem riesigen VAWT braucht man eine offizielle Genehmigung :frowning:


5kW ist im Allgemeinen zu viel und zu schwer für ein Earthship.

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Achso ja sorry falls ich mich falsch ausgedrück habe. Ich will natürlich nicht das riesen Teil nachbauen! :slight_smile:
Aber von dem Modell abgeleitet würde ich gern in etwas kleiner so eine VAWT bauen, die eben ein paar Auto/LKW-Batterien laden kann (z.B. die 3 für DiVER angedachten).
In Kombination mit ein paar Solarzellen und dem BiCycle sollte das im Grunde ausreichen um autark ohne fossile Brennstoffe / Anschluss ans Grid genügend Energie nachhaltig
generieren zu können - auch wenn mal keine Sonne oder kein Wind geht (BiCycle dann halt :wink:

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Detlef von WerkBox3 wird sich freuen. Der will VAWTs bauen und hat Erfahrung damit :slight_smile:

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Ja, das macht Sinn! :slight_smile: 100W Dauerleistung sind schon ein recht großes Teil, wie im Wiki beschrieben.
Versuche einfach die Spezifikationen vom wind turbine Wikiartikel zu beachten, dann passt das für den Anwendungszweck. Falls das ein hybrid oder drag Rotor wird gilt: je schmaler und höher, desto effizienter. Falls du dann konkrete Fragen hast immer her damit.

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FYI: 2m x 2m = 4m² mit eta=20% ergibt ganz grob 100 elektrische Watt bei 6m/s.

6 m/s sind 21.6 km/h. 3-4m/s sind eher die Regel für die Durchschnittswindgeschwindigkeit in Deutschland.

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Super :slight_smile: Da komm ich dann nochmal auf Dich zu.

Die Rotor-Konstruktion könnte man ja auch aus Acryl fertigen und dann gebogene Bleche für den „Luftfang“ verwenden?

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Was sagst Du dazu: (?)

http://www.winnerbatterien.de/autobatterien/Versorgungsbatterien/AGM-Versorgungsbatterien/PROTEUS-Hochleistungsbatterie/Proteus-AGM-260Ah-Versorgungsbatterie::124.html

Als Akku für DiVER ggf?

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Wenn du das gut verbunden bekommst… aber für Acryl ist das eher zu groß. Lieber Metall oder Holz, ist eh nachhaltiger und günstiger :wink: Wenns güntig sein soll kannst du ja mal mit halbierten Kunststoffässern anfangen? Die Form ist schon gut zu gebrauchen für einen simplen Widerstandsläufer. Das nennt man dann Savoniusrotor und der TSR ist unter 1, also langsam.

PS: Für ein 4m² VAWT mit den gleichen Werten erreicht man übrigens dann bei 19 m/s auch 5kW - die kann man dann aber nicht elektrisch umsetzen. Genauso wie bei dem angeworbenen Produkt. Von 18m/s auf 23m/s verdoppelt sich übrigens die Leistung, also sind die Peakzahlen echt nicht vergleichbar ohne weitere Angaben und in der Praxis nicht von Bedeutung.

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Generell sind Blei-Gel und AGM Batterien schon besser als Nasszellen, aber halt auch teurer. Schlecht an dem Modell ist das Gewicht, kann man nur zu zweit mit Mühe handlen, um z.B. mal die Energie woanders hin mitzunehmen ist das unpraktisch.

Preisleistung ist bei diesen deutlich besser:

http://www.winnerbatterien.de/autobatterien/Versorgungsbatterien/AGM-Versorgungsbatterien/SOLAR-FREE-VRLA-AGM/AGM-VRLA-Wohnmobil-Batterie-210-Ah::116.html

Für ein DiVER grid würde ich auch eher 2 bis 4 von den kleineren <210Ah nehmen. Mit 4 Batterien wären das dann 4 x 210Ah x 12V = 10kWh. Mit einer einzelnen Batterie 2,5kWh. Jaja, die Energiedichte bei Batterien… leider schwach :smiley:

Mit der vollen 2,5kWh Ladung kann man z.B. 1-2 volle Tage mit effizientem Laptop, Musik und schwacher (LED) Beleuchtung arbeiten.

Wie wäre es mit einem 24V DiVER für moership, es gibt eh schon viele Geräte die ohne Wandler auf 24V laufen im mobile home Bereich. Ich würde dann 2 von den 210Ah nehmen.

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jow schaut gut aus. 2x 210Ah - lass mal nochmal die Datenblätter wälzen wie die sich beim Lade/Entladezyklen verhalten - manche sollte man ja nicht unzer 50% entladen ohne die teile zu runinieren :slight_smile:

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Hi Aron,

also, über die Batteriegeschichte müssen wir auf jedenfall nochmal an anderer Stelle gesondert reden :wink: das ist jedenfalls ein Thema, was mich brennend interessiert. Normale Autobatterie hat sagen wir mal 500 Ladezyklen, da passt etwas weniger als 1 KWh rein, macht über die gesamte Lebensdauer rund 500 KWh. Für das Geld was eine Batterie kostet kann ich mir schon fast die 500KWh beim RWE kaufen :frowning: Ladezyklenanzahl ist jedenfalls das Stichwort, ich sage da nur Edison-Batterie (bzw. Nickel-Eisen-Akku).

Aber ich wollte eigentlich was anderes :wink: Und zwar noch kurz nen Tip bezüglich einem günstigen Generator loswerden:

Ich hab mal wo gelesen, das gerade für Langsamläufer Elektromotoren aus manchen, eher älteren Waschmaschinen gut geeignet sein sollen. Also etwa im Vergleich mit Auto-Lichtmaschinen. Hintergrund ist, das soone Lichtmaschine erst ab 1500 u/min überhaupt erst anfängt ausreichend Strom zu erzeugen. Ergo werden in allen Windradprojekten die sowas verwenden, die Dinger neu gewickelt. Oder es wird gleich ein eigener Generator selbsgebaut.

Die alten Waschmaschinenmotoren hingegen erzeugen schon bei relativ niedriger Umdrehungszahl Strom. ich schätze mal das hat was damit zu tun, das soone Waschmaschine im betrieb ja auch relativ langsam, dafür aber mit großer Kraft dreht. Und man kanns wohl einfach testen, indem man bei einer in Frage kommende Schrottwaschmaschine ein Messgerät anklemmt und dann manuell ein paar Umdrehungen der Trommel macht.

Soweit die Theorie :wink: aber ich hab als vor ein paar Monaten unsere alte Waschmaschine wg. kaputten Dämpfern ausrangiert werden musste das Teil sicherheitshalber mal beiseite gestellt und nicht weggeschmissen; es harrt seitdem seiner Ausschlachtung :wink:

Gruss, Oliver

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Super Idee - das sollten wir mal probieren. Hättest Du denn Interesse das mal zu messen bzgl. der Waschmaschienenmotoren. Man bräuchte dann eigl nur eine recht gute Übersetzung bzw. vl auch nen Kadernantrieb anstatt Kette. Also gedacht ist möglichst wenig Reibungswiderstand und eine optimale Übersetzung um mit möglichst wenig Kraftaufwand möglichst viel Energie zu generieren.

Toll ist dass in der Werkbox3 in Muc ja lastenfahrräder gebaut werden. Da finden sich bestimmt tolle Synergien!

Lg,
Aron

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Waschmaschinenmotoren haben genauso Anker- und Feldwicklung und beides muss bestromt werden, wie bei der Lichtmaschine. Egal ob Nebenschluss, Kurzschlussläufer, Universalmotor… Wenn da keine Permanentmagnete drin sind, kann man den Motor nicht gut als Generator verwenden.

Man könnte einen neuen Rotor basteln für einen WaMa-Motor mit Magneten, also ihn nachträglich damit ausrüsten. Dazu dann noch dreiphasig neu wickeln auf die bestehenden Blechpakete. So wurde es auch schon gemacht und das ganze ist so in Betrieb bei ein paar DIY-Windkrafträdern.

Nachteil gegenüber einem permanentmagneterregten eisenlosen Axialflussgenerator: Rastmoment (Cogging), Radialer Aufbau, Hohlräume, mehr Reibung, mehr Lagerstellen (outdoors nicht so praktisch), Übersetzung meist trotzdem noch nötig, allein schon wegen dem kleineren Durchmesser, das Wuchten ist schwieriger, die Kupplung komplizierter, der Platzbedarf größer.

Von der Effiziens und dem Materialeinsatz her ist ein kompletter Eigenbau schon am besten.

Ein gebrauchter/alter Industrieservomotor mit defektem oder gar ohne Encoder passt ganz gut als DIY-Lösung ohne Eigenbau/Umbau: Recht gut abgedichtet, PMDC-type hat Permanentmagnete und braucht absolut keinen Strom, um welchen zu erzeugen :wink:

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Hmm falls da jemand lust hat sich im internet auf die Suche zu begeben, wo man so Industrieservomotoren auftreiben / kaufen kann, wäre das super. Was für Spezifikationen müsste so ein Motor denn aufweisen um für unseren Einsatzzweck geeignet zu sein?

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Hi,

ich hab nochmal nachgeschlagen, ich hatte die Anregung aus „Einfälle statt Abfälle“ Windkraft Heft Nr. 4. (Thema: Langsamläufer-Bauanleitung)

Christian Kuhtz beschreibt darin, dass er jahrelang aufgrund dieser Problematik nur Schnellläufer gebaut hat, bis dann zufällig jemand entdeckte, dass sich bestimmte Waschmaschinenmotoren hervorragend eignen, da sie mit Permanentmagneten ausgestattet sind.

Hier ein kurzer Auszug daraus:

Phillip und ich bauten das erste Windrad dieser Art in knapp drei Tagen. Schon die erste Probe auf einem Handwagen war ein voller Erfolg: Bei 3 m/sek (=Windstärke 2) beginnt es, die Batterie zu laden, bei 4 m/sek liefert es 10-15 Watt, bei 4,5 m/sek schon 25 Watt ! Andere Windräder (Schnelläufer) fangen bei 4,5 m/sek oft gerade mal an zu laden und verschenken den schwächeren Wind einfach. Die Höchstleistung liegt bei 150 Watt.

Weiter hinten im Heft ist dann auch eine direkte Vergleichsmessung mit einem Schnellläufer und einem Kurvendiagramm .
Zu den Motoren sagt er noch:

Geeignete Waschmaschinenmotoren fanden wir vor allem in Waschmaschinen der Marke „Phillips“, aber auch in anderen Fabrikaten, zB. „Zanussi“, „AEG“, „Gorenje“. Sie wurden von Zuliefrerfirmen („Polymotor Italiana“, „Thomson Nevers France“) für viele Marken hergestellt. Kennzeichen:

  • Dauermagnete statt Kupferdrahtwicklungen im (Stator)-Gehäuse
  • Gehäuse aus glattem, dicken Blech statt aufeinandergeschichtete Bleche
  • nur 2 (statt 4 bis 7 Anschlusskabel, gegenüber (an Kohlebürstenhaltern)
  • Oft mit Schraubenschlüssel o.ä. Magnetismus am Gehäuse fühlbar
  • Test mit Glühbirne (s.o.) oder: beide Kabel abziehen, drehen - läuft leicht. Motor von Anschluss zu Anschluss kurzschliessen, wieder drehen - viel schwergängier, wenn bzw. weil er Strom erzeugt.
    […]
    Leider wurden aber in Waschmaschinen seit ca. 1995 nur noch Motore ohne Dauermagnete eingebaut, die sich nicht als Generator eignen.

Ich denke mal, Alex hat schon recht mit dem Generator-Selbstbau (wir wollen ja auch nachbaubare Blaupausen liefern, aber für mal eben schnell und günstig was für den Eigenbedarf zusammenzubauen ist dies vielleicht eine Alternative. Bei eBay gibts oft günstig Motoren für ältere Waschmaschinen, vielleicht kann man auf diese Weise schnell geeignete Motoren für kleines Geld finden.

Und die Heftreihe kann ich auch nur empfehlen, es gibt mehrere Hefte zu Windrädern und egal ob man da nun aus Schrott was zusammenstrickenmöchte oder nicht, es sind einfach auch sehr viele gute Grundlageninfos in einer besonders für den Laien gut verständlichen aber auf das wesentliche beschränkten Form enthalten. Ich habe auch selbst die meisten dieser Hefte. Sind auch nicht teuer Preis liegt bei 2.50 bis 4.- EUR pro Heft.

Gruss, Oliver

PS: Aron, jau, ich werd mal nachschauen was für ein Motor sich in meiner Waschmaschine befindet, Bin jetzt selbst neugierig geworden :wink:

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Ja, super! Wenn wir etwas finden, dass gut funktioniert (z.B. so einen Motor) dann können wir den auch als Basis für eine Weiterentwicklung (OSE-eigene Konsturktion) verwenden. Das ist es ja, was Wissenschaft und Forschung ausmacht. Es ist ja nciht so, dass wir nun das Rad neu erfinden müssen/sollten nur weil wir OpenSource machen und dem Zwang unterlegen sind, alles selbst und von grund auf neu aufbauen zu müssen :wink: