Dreiflügler mit zwei Nabendynamos

[Bernd]

Das hört sich schon mal gut an Stav. Wenn du zwei 6V Akkus einsetzt, sind die Kondensatoren
überflüssig. Allerdings wenn du mit Kondensatoren arbeitest, kann man sogar direkt einen
12V Akku verwenden. Ich weiss nicht wie gross die Elkos idealerweise sein müssten.
Angesichts der Tatsache das der Generator etliche Watt an Leistung erbringen kann, und das
im niederfrequenten und gleichzeitig niederohmigen Bereich, sollten die Elkos schon sehr gross sein,
vermutlich deutlich grösser als 470µF. Auch die Spannungsfestigkeit sollte einen Leerlauf bei
fehlender Belastung überleben können. Die Spannungsfestigkeit der Elkos sollte also recht hoch
sein, vielleicht 63V oder noch mehr. Wie gesagt, der grosse Vorteil bei Kondensatoreinsatz ist der,
das man dann keine zwei 6V Blöcke braucht, sondern direkt in einen normalen 12V Akku hinein laden kann.
Einfach geil so eine Schaltung.

Bei 65 U/m 15V diesmal mit angeschlossener 12V Lampe.

Boah ist dir die Lampe dabei nicht durchgebrannt ? Muss ganz schön hell gewesen sein.

Jürgen hat Recht das die linke Schaltung bei unterschiedlichen Generatoren die Akkuhälften
entsprechend dem Lesitungsunterschied der Generatoren lädt. Allerdings sei noch mal erwähnt,
das die linke Schaltung die Spannung nochmal gegenüber der rechten Schaltung verdoppelt !
Also noch viel früherer Ladebeginn.

Grüsse

Bernd

[jb79]

Die Kondensatoren können bei dieser Schaltung nie groß genug sein, auch die Strommessung wird dadurch beeinflußt, weil es ja eigentlich kein Gleichstrom ist.
Die zur Glättung notwendige Kapazität ist genau doppelt so groß wie bei einem Brückengleichrichter, weil der Kondensator ja nur eine Halbwelle lang geladen wird. Zur Ladung einer 12V Batterie können hier also die Kondensatoren nicht groß genug sein. Normal sagt man Faustregel 1000µF für 1A Laststrom, hier also das doppelte => 2000µF/A

[Bernd]

Das wären dann ja recht grosse Kondensatoren, besonders weil deine Faustformel vermutlich auf
50 Hz ausgelegt ist, die wir nur bei sehr hohen Drehzahlen erreichen. Wir können von gut 1A
Ladestrom ausgehen, bei der Nutzung von zwei parallel geschalteten Nabendynamos.
Die Geschichte mit dem geteilten Akkus wäre immer noch eine Alternative zu der Kondensatornutzung.

Grüsse

Bernd

[windstav]

Hallo Bernd, hallo Jürgen,

Ich habe noch einige Messungen mit größeren Kondensatoren gemacht, aber leider war die Kapazität unterschiedlich (3600μF und 6800μF ).
Es wird aber immer besser. schon bei etwa 45 U/m bekomme ich 30 V .

Aber: Wenn ich die Lampe anschließe, leuchtet sie nur Schwach. Es ist eine 12V 10W Lampe.
Schalte ich den LED Scheinwerfer an, so leuchtet er schon bei 20 U/m , da kommen schon 12V, so hell, dass ich befürchte er platzt.


Kann es sein, dass sich der Strom durch die Schaltung halbiert? Oder gibt es vielleicht durch die Lampe einen Kurzschluss? Die Motoren bremsen mit der Lampe stark.


Gruß
Stav

[jb79]

Stimmt, daran hab ich noch garnicht gedacht. Wenn man davon ausgeht, daß wir etwa 1-3Hz haben werden (entspricht ca 60-180U/min), so kommen wir da auf das 50-fache bei 1U/sek => 100.000µF oder ca. 33.000µF bei 3U/sek.
Was auszuprobieren wäre: Die Generatoren mechanisch so anordnen, daß sie einen ca. 180° phasenversetzten Strom liefern, dann arbeiten die Spannungsverdoppler auch mit kleineren Kapazitäten gut, weil die beiden Kondensatoren beinahe zeitgleich (nur eben jeder von einem anderen der beiden Generatoren) geladen werden. Das Ganze verbessert sich weiter bei mehr Generatoren, die am besten alle leicht versetzt arbeiten, aber das mechanisch hinzukriegen dürfte aufwändig werden, zumal man ohne irgendwelche Zusatzabtriebe nur 2 Generatoren an einem Rotor anbringen kann.

@Stav: Ungleiche Kondensatoren sind nicht optimal, trotzdem sind die von dir erreichten Spannungen schon recht gut. Zum Einbruch der Drehzahl bei Belastung: Je größer die Kondensatoren, desto länger fließt auch ein Entladestom durch die Lampe, die dann eigentlich heller leuchten müßte als mit den kleinen Kondensatoren. Allerdings muß die Ladung der Kondensatoren auch irgendwo herkommen, nämlich vom Generator, der eben durch diese Leistungsabgabe gebremst wird.

Zum Strom: Dadurch daß die Kondensatoren wechselweise nur jeweils eine Halbwelle lang geladen werden teilt sich der Generatorstrom auf und es bleibt in Summe nur jedem Kondensator die Hälfte des ursprünglichen Stromes. Allerdings gewinnt man durch die Schaltung eine doppelt so hohe Spannung, die Leistung bleibt also (abgesehen von Verlusten an Dioden und Widerständen an Leitungen und Kondensatoren) gleich, man darf die doppelt so hohe Spannung aber nur mit dem 4-fachen Widerstand belasten, um die selbe Leistung zu entnehmen! Den gleichen Verbraucher anzuschließen zieht hier den doppelten Strom raus, der Generator wird mit dem 4-fachen an Leistung belastet was natürlich bremst.

[Bernd]

Jürgen die Nabendynamos erzeugen ca. 14 Hz pro Umdrehung. Wenn man von einem frühesten
Ladebeginn von ca. 30 U/min ausgeht, wären das immerhin noch 7Hz Wechselstrom. Ab da geht
es aufwärts bis ca. 50Hz bei ca. 200 U/min. Evtl. ist bei der Dimensionierung der kondensatoren
auch zu beachten das sie bei Ladebeginn nur Strom mit 7Hz erhalten, aber andererseits dann
der vom Generator gelieferte Strom auch sehr gering ist, so das man vielleicht einfach die
50Hz mit dem dann zu transportierenden hohen Strom als Berechnungsgrundlage nehmen könnte.

Stav du hast genau erkannt was durch die Verdopplerschaltung passiert, der Ladebeginn sinkt nach
unten, aber die Leistung steigt nicht an. Das heisst man kann zwar früher laden, aber trotzdem kann
der Generator nicht eine höhere Leistung abgeben. In Summe erhält man aber trotzdem mehr Energie
in den Akku, weil ja häufiger geladen wird als ohne Verdoppler. Bei geringen Drehzahlen steht aber
kaum Energie zur Verfügung, deshalb glimmt deine Glühlampe nur. Die LED-Lampe zieht einen viel
geringeren Strom, deshalb belastet sie den Generator weniger, die Spannung bricht weniger ein
und daher leuchtet sie so hell.

P.S. deine Messergebnisse sind erstaunlich, wer hätte das gedacht das man auf so einfachen Wege
so hohe Spannungen erzeugen kann. Dein Windrad würde ja einen 12V Akku jetzt schon bei vielleicht
unter 20 U/min anfangen zu laden, wenn auch noch mit geringen Strom, aber immerhin. Ich finde
das super !

Grüsse

Bernd

[Bernd]

Stav wie hell leuchten deine Glühlampen bei höheren Umdrehungen ? Dort sollte es genauso
sein wie mit Brückengleichrichtern, nicht weniger.

schon bei etwa 45 U/m bekomme ich 30 V . Aber: Wenn ich die Lampe anschließe,
leuchtet sie nur Schwach. Es ist eine 12V 10W Lampe.

Wie leuchtete denn diese Lampe wenn du den Brückengleichrichter nimmst ? Heller ? oder genauso ?
Bei 45U/min steht ja noch nicht die volle Generatorleistung an, vielleicht ist das der Grund.

Grüsse

Bernd

[Bernd]

Noch etwas zur nun so hohen Spannung. Die Kondensatoren laden sich ohne Last auf die
so genannte "Spitzenspannung" auf, das die Spannung die sich auf den Scheitelpunkt einer
Spannungsamplitude ergibt. Deshalb hat man auch plötzlich so hohe Spannungen am Meßgerät.

Unter Belastung sinkt diese Spannung dann ab, das ist ganz normal. Die "Durchschnittsspannung"
die nach der Gleichrichtung zur Verfügung steht, ist geringer als diese Spitzenspannung, oder anders
ausgedrückt ist die Spitzenspannung ca. 1,4mal höher als die "Durchschnittsspannung" . Mir fällt
gerade nicht die korrekte Bezeichnung für "Durchschnittsspannung" ein.

Grüsse

Bernd

[jb79]

Um nochmal zu den Kondensatoren zurückzukommen: Das mit den 14 Hz bei 60U/min wußte ich nicht. Danke für den Hinweis, das bedeutet jetzt 2 Dinge:
1.) Für euch wichtig: Die Kondensatorkapazität muß nur noch etwa das 14-fache des Wertes betragen (ausgehend von einer Mindestdrehzahl von 30U/min), der bei einem normalen Brückengleichrichter bei 1A Laststrom angeraten wird, in unserem Fall etwa also ca. 14.000µF. Ich würde hier aus Kostengründen mehrere kleine Elkos nehmen, z.B. mit 3x4700µF. 25V müßte eigentlich reichen, weil die eh in Serie geschalten werden und die Gesamtspannung wohl nicht über 50V steigen wird. Da bietet sich bei Conrad z.B. die Bestellnummer 445179 an.
2.) Es vereinfacht aber meine Messungen, weil das bedeutet ich bekomme pro Umdrehung 28 Impulse, selbst bei nur 10Umdrehungen/min bekommt man schon mehr als 2 Impulse pro Sekunde. Würde zum Messen die Generatorspannung nämlich über einen extra Brückengleichrichter schicken, dessen pulsierende Gleichspannung hat die doppelte Frequenz der Wechselspannung am Eingang. Messen werde ich dann die Zeit, die von einem Impuls zum nächsten vergeht, denn die ist genau abhängig von der Frequenz. Da ich vorhabe, 1x pro Sekunde die Werte im Display zu aktualisieren wären weniger Impulse schwieriger zu messen gewesen.

[windstav]

Hallo Jürgen , hallo Bernd,
Ich glaube , ich habe es verstanden.

Dein Windrad würde ja einen 12V Akku jetzt schon bei vielleicht unter 20 U/min anfangen zu laden, wenn auch noch mit geringen Strom, aber immerhin. Ich finde das super !

Ich finde es auch bedeutend , dass man eine Batterie bei Ausnutzung des schwachen Windes laden kann. Dass die Stromstärke niedrig ist , ist mir bewusst, aber ich konnte bisher keinen besseren Generator finden, und ein Großes Windrad aufs Dach aufzustellen ist wohl in der Stadt nicht so Einfach. Außerdem ist es verglichen mit anderen Anlagen wohl einfacher zu Bauen. Ich würde auch sagen , sie läuft sehr ruhig.

Wie leuchtete denn diese Lampe wenn du den Brückengleichrichter nimmst ? Heller ? oder genauso ?

Sie leuchtet merklich heller , aber nicht so hell wie an der Auto Batterie.


Ich werde aber sowieso Batterien damit Laden, denn ich möchte damit den Garten beleuchten. Diese LED Scheinwerfer verbrauchen sehr wenig und sind sehr hell.
Mit einer vollen 12V 55Ah Auto Batterie leuchten sechs (6) Stück sicher 3 Nächte. Vielleicht auch mehr. Auch sind sie ,meiner Meinung nach, nicht so teuer.

Da ich das Problem des Generators im Moment als Gelöst betrachte, habe ich vor die Anlage zu optimieren. Ihr habt mir ja schon einige Dinge geschrieben , die ich verbessern muss und auch in euren Beschreibungen und den Tests von Bernd sind viele Anregungen.

Da mich die Schreibwut schon mal gepackt hat , möchte ich noch mal betonen, dass die Arbeit , die ihr alle geleistet habt und hier im Forum, und im Kleinwidanlagen-Forum, jedem zugänglich gemacht habt, mir sehr geholfen hat, ich nehme an auch vielen anderen, kleine und große Schwierigkeiten leichter zu überwinden, und diese Anlage möglich machtet.

Gruß
Stav