Plexiglas zu teuer, Bamboo zwar nett, aber kein heimischer Rohstoff, Alu, vermutlich auch teurer im Vergleich mit Stahl und ausserdem nicht so belastbar. Ergo: Stahl.
Zustimmung. Stahl und Holz reichen aus. Obwohl ich Bambus gerne für Entwicklungsländer testen würde. Mein Fokus liegt nicht auf Deutschland. Ich vergesse Länder, die Welt ist mein Anliegen.
Und was den unteren Entwurf angeht: Ich glaub nicht das das Rahmengestänge sonderlich stört, aber ev. wäre noch ne Alternative seitlich einfach große Platten (aus Holz ? > 
) als Rahmen zu verwenden
Das ist eine nette Variante für eine günstige Lösung. Obwohl geplant ist, das Basisrechteck im Boden des Bachlaufs zu verankern. Natürlich würde das auch mit einer seitlichen Holz-/Metallplatte als Halterung funktionieren. Es könnte sogar die Stabilität verbessern, wenn der Anker bzw. Pfosten schräg in den Boden getrieben wird. Muss ich drüber nachdenken.
vielleicht sogar mit einer Art Einmündungs-trichter.
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Ist geplant, falls das Wasserrad im Bachlauf platziert wird. Ich habe jedoch viel Kritik für die Platzierung erhalten. Es wurde gesagt, dass die (nächste) Flut das Rad zerstören wird. Daher bin ich gezwungen, das Wasserrad außerhalb des Bachlaufs zu platzieren, was aus energetischer Sicht wirklich suboptimal ist. Mal sehen, vielleicht werden zwei gebaut.
Der einfachste Weg, das Wasser zum Wasserrad zu leiten, ist die Verwendung von zwei Baumstämmen (oder Teilen davon).
Da das Design natürlich als (umleitendes) oberschlächtiges Wasserrad (pitch-back waterwheel) genutzt wird, muss eine Druckrohrleitung (penstock) errichtet werden. Daher wird die Kanalisierung dort stattfinden. Für die Platzierung im Bachlauf ist die zusätzliche Kanalisierung durch die zwei Holzstücke jedoch wünschenswert.
nette Grafiken, Du musst mir gelegentlich mal erklären, wie das mit dem Raytracing in Blender funktioniert. Aber bitte, nimm für die Blades ne andere Farbe, sonst denkt jeder die wären aus Kupfer. Das hat mich schon bei Deinem Entwurf für die CNC-Mill neulich irritiert >
Stimmt, und was ich noch mehr befürchtet habe, ist, dass die Leute denken, die Schaufeln des Wasserrads müssten aus Gold sein. Natürlich müssen sie das nicht! Tu es nicht! Aber setz es um!
Was den oberen Entwurf angeht, da sollten die Schaufeln meines erachtens aus Stabilitätsgründen seitlich eine ganze Scheibe am Stück haben, Baukastensystem in allen Ehren aber das dürfte einfach stabiler sein.
Ich würde wirklich gerne die Spannungsanalyse angehen. Die Berechnung allein wird wahrscheinlich Wochen dauern. Aber ich muss zuerst die Mathematik fertig bekommen.
Du wendest da ein Spreadsheet für Windströmung auf Wasserströmung an, was ok sein mag, da beides fluide strömende Medien sind und Du den Unterschied durch einen Dichte-Faktor von rund 1000 kompensierst. Und kommst dann zu dem Ergebnis, das da unterm Strich bei Deinem Bächleien wohl nicht allzuviel an Strom unten rauskommen wird. Was ja durchaus schonmal eine handfeste bzw. konkrete und damit nutzbringende Aussage wäre.
Das ist es. Eine Leistung von 110W ist … nichts … nicht einmal 1/30 des durchschnittlichen Verbrauchs. => Das Problem ist die geringe Fließgeschwindigkeit! => Kinetische Turbine (Savonius, Helix, Crossflow, …) kommt nicht in Frage. Impulsturbinen wie Pelton oder Turgo funktionieren bei einer Fallhöhe von unter 30m nicht gut. Hier sind es nur 2m oder maximal 3m.
Zuerst denkt man, als Alternative könnte man die Höhe in kinetische Energie umwandeln (das Wasser beschleunigen). Und während das stimmt und ein Experiment sowie ein anschließender Vergleich generell schön wären – hier ist das Problem, dass die Crossflow-Berechnungen für eine effektive Fläche von 1m (Höhe) * 2m (Breite entlang der Achse) = 2 m² waren. => Es wird nicht genug Wasser geben, um eine so riesige Fläche abzudecken! Das ist unmöglich. Und die Crossflow-Turbine müsste dann auch 2m hoch sein. Genau so hoch wie das Wasserrad.
Und da sind wir: Die Römer und die alten Griechen waren schlau, es scheint, das Wasserrad ist immer noch eine gute Wahl, wenn die Umstände für kein anderes System geeignet sind. Denn im Gegensatz zu den rein kinetischen Turbinen nutzt es auch die Höhenenergie auf einfache und effiziente Weise (okay, die Römer haben vielleicht das oberschlächtige Design nicht allzu oft verwendet, aber wer weiß das schon genau).
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Das Ziel ist die Kombination von Turbine und Wasserrad. Obwohl das nichts für eine schnelle Lösung ist … und eine schnelle Lösung ist das aktuelle Design. Einfach Teile zu bekommen. Nur eine Ansammlung verschiedener Arten von Teilen. Und einfach zu montieren. Das ist alles, was ich brauche … bis das Metall da ist. Dann werden die Mängel vielleicht offensichtlich. 
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Was bedeutet in deinem Spreadsheet der negative Torque an einer Stelle ? Meint das, man muss erstmal soundsoviel Energie dafür aufbringen, ehe sich das Ding überhaupt erst anfängt zu drehen ?
Das Drehmoment (torque) ist nur negativ, wenn man die Spannungsregelung einschaltet. Es ist keine allzu nützliche Option, aber sie zeigt, dass man, um die Crossflow-Turbine auf Nenndrehzahl zu bringen, den Strom theoretisch gegen Spannung tauschen müsste, um den Unterschied zur Nennspannung (die hier für die meisten 3-Phasen-Motoren 380V beträgt) auszugleichen.
Wenn der resultierende Strom < 0 fällt, wird auch das Drehmoment negativ, da das Drehmoment mit dem Strom zusammenhängt. Natürlich bedeutet das, dass es sich dann gar nicht erst drehen wird. Aber das ist nur theoretisch. In der Praxis kann der Motorstrom nicht einfach reduziert und die Spannung im laufenden Betrieb erhöht werden (es ist in begrenztem Umfang durch Ändern der Anschlussart/Wicklungsserie vs. parallel möglich, aber das ist nicht wirklich nützlich und kann zu Problemen führen)! Es ist auch durch Modifizieren/Austauschen des Motors möglich. Wenn du also den Motor/Generator nicht austauschen willst – oder keine verschiedenen Wicklungskonfigurationen zum Umschalten im laufenden Betrieb hast, dann lass die Spannungsregelung aus!
Für das Motordrehmoment verwendet die Tabelle Kt = 1 / Kv. Der Motordrehmomentkoeffizient (Kt) mag etwas niedrig erscheinen. Das Motordrehmoment = I * Kt ebenfalls.
Aber die neueste Version berechnet auch das Turbinendrehmoment.
Bei einer Fließgeschwindigkeit von 1m/s beträgt das Turbinendrehmoment 1,6Nm nach dem 70:1 Getriebe (im Idealfall ohne Verluste dort). Das ist 1,3Nm höher als das über Strom * Drehmomentkonstante berechnete Drehmoment.
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Hinweis: Das alles ist jetzt mit dem Wasserrad hinfällig. Die Wasserradberechnungen führen zu anderen Werten.
ich vermute mal, damit ist wohl auch die Idee, die 10000L Milch talwärts strömen zu lassen vom Tisch ?
Nicht ganz. Die Milch den 300m Höhenunterschied hinunterfließen zu lassen, ist immer noch eine riesige (und ungenutzte) Energiequelle. Und denk an den gesparten Kraftstoff, weil der Milchwagen nicht den Hügel hinaufklettern muss. Die Energiekrise könnte gelöst werden. Aber die Menschen fürchten Technologie. Und sie fürchten Ökologen. Und Demonstranten. Und deshalb finden sie keine Lösung, um Wasserenergie auf umweltfreundliche Weise zu gewinnen. Die Archimedische Schraube ist eine. Das Wasserrad die andere. Unterwasserturbinen eine dritte. Gebirgsbäche die nächste. Luftströmung nach oben in den Alpen folgt, … wie wäre es damit, Weltraummüll abzubremsen und die Energie zu gewinnen, um sie dann mithilfe der berühmten Ionosphäre zur Erde zu strahlen?
