Hallo Manfred,
ich möchte mal versuchen deine Messergebnisse für einen Windradgenerator umzurechnen.
Derzeit misst du ca. 10 Volt pro Spule bei 2100 U/min oder 240V gesamter Generator bei 17,4 Ohm Gesamtwiderstand.
Eine Umrechnung auf andere Bedürfnisse von Spannung und Widerstand ist sehr einfach möglich.
Bei kleineren Windrädern setzt man oft auf 12 Volt Akkuladung.
Sagen wir mal wir wollen bei 100 U/min 12 Volt haben.
Derzeit haben wir 240Volt bei 2100 U/min.
Wenn wir 2100 durch 21 teilen dann kommen wir auf 100 U/min
Teilen wir 240 Volt durch 21 ergibt das 11,4 Volt bei 100 U/min.
Da haben wir ja zufällig fast schon eine Punktladung hinbekommen.
Dennoch wäre der Innenwiderstand von 17,4 Ohm für eine Akkulaung viel zu hoch, wir müssen uns was überlegen
um diesen Wert deutlich zu reduzieren.
Uns stehen mehrere Möglichkeiten offen, dickerer Draht, weniger Windungen und eine Vergrösserung des Durchmessers.
Eine Kombination aller Maßnahmen wird uns die grösste Wahrscheinlichkeit auf ein gutes Ergebnis geben.
Da unser Generator derzeit nur 15cm Durchmesser misst besteht noch viel Luft für eine Vergrösserung des
Durchmessers der Rotorscheibe.
Wenn wir den Durchmesser verdoppeln, verdoppelt sich gleichzeitig auch die Anzahl der Spulen und Magnete.
Dadurch und durch die doppelt so hohe Umfangsgeschwindigkeit vervierfacht sich die abgegebene Spannung.
Ein 30cm Rotor würde mit der doppelten Anzahl von Spulen und Magneten also schon 11,4 mal 4 = 45,6 Volt bei 100 U/min abgeben.
Die doppelte Anzahl von Spulen bedeutet aber auch doppelter Widerstand, jetzt 34,8 Ohm. Das wollen wir ja gaaar nicht.
Deshalb verwenden wir weniger Windungen, nämlich nur 1/4 , weil wir ja nur 12 Volt brauchen und nicht 45,6.
Wir sind dann wieder bei den ursprünglichen 11,4 Volt, allerdings durch den bei 4 x weniger Windungen möglichen
doppelt so dicken Draht bei einem 16 x geringeren Innenwiderstand von nunmehr 34,8 / 16 = 2,2 Ohm.
Das hört sich schonmal besser an, ist aber immer noch etwas zuviel.
Der Widerstand hat sich also bei Verdoppelung des Durchmessers bei gleich gebliebener Spannung geachtelt.Wir könnten den Durchmesser abermals vergrössern, z.B. auf 60cm Durchmesser. Dann wären es nur noch ca. 0,27 Ohm.
Das wäre ein überaus guter Wert für einen einfachen, völlig eisenlosen Generator. Allerdings brauchen wir dann auch ne Menge
an Kupfer und Magneten und der Generator wäre doch recht gross.
Alternativ, das ist derzeit meine spezielle Idee, könnten wir aber auch der "kleinen" 30cm Rotorscheibe ein Getriebe vorschalten
um bei gleicher Windraddrehzahl durch die höhere Generatordrehzahl auf eine höhere Spannung zu kommen.
Auch dann könnten wir wieder dickeren Draht verwenden um den Innenwiderstand zu senken.
Im Verhältnis der Übersetzung würde sich auch hier der Innenwiderstand bei gleich bleibender Spannung reduzieren.
Das bedeutet das uns z.B. ein 1:4 Getriebe den Innenwiderstand auf ein sechszehntel ( 1/16) reduzieren würde, denn
viermal weniger Windungen sind nötig so das wir Draht mit dem vierfachen Querschnitt einsetzen können. 4 x 4 = 16 mal weniger Ohm.
Der 30cm Generator hätte also nur noch 2,2 / 16 = 0,14 Ohm !! Das ist irre wenig.
Das zeigt deutlich wie hilfreich hohe Drehzahlen und ein Getriebe bei der Konzeption eines Windradgenerators sein können.
Ich könnte mir sehr gut einfache Zahnriemengetriebe vorstellen die man direkt auf das z.B. hölzerne Generatorgehäuse aufsetzt,
bzw. dieses sogar ins Gehäuse quasi integriert.
Bauteile für Zahnriemengetriebe gibts bei Conrad, Ebay, Autoschrott etc. Denkbar wären natürlich auch andere günstige Getriebe.
Auf diese Weise liesse sich ein relativ kleiner, eisenloser, günstiger Generator aus einfachen Materialien (die jeder bearbeiten kann)
herstellen der relativ gute Daten aufweist.
Es bleibt fraglich wie schnell man so eine vielleicht hölzerne Rotorscheibe mit schweren Magneten drehen lassen kann bevor
es sie zerfetzt ?
Grüsse
Bernd
