Stroom opwekken

Hoi allemaal,

Het is wellicht vermoeiend om iemand te helpen zonder theoretische kennis, maar ik waag toch een kans. Eerst vertel ik wat over me zelf. Ik ben een student aan de HEAO in Limburg (geen Limburger), ik heb ooit natuurkunde gehad, maar dat is nu zo'n 15 jaar geleden. Met mijn technisch inzicht is niks mis, het ontbreekt dus aan theorie. Om de zoveel tijd begin ik weer een nieuw project als hobby. Dit ligt niet altijd op het gebied van natuurkunde en kan kort of lang duren. Nu wil ik een generator bouwen die ooit in een zelf gemaakte windmolen zijn werk moet gaan doen. Het is de bedoeling om een windmolen te maken met een verticale as.

Om de topic overzichtelijk te houden wil ik mijn vragen een voor een stellen, de eerste luidt;

Wat is belangrijk bij het kiezen van de dikte van de koperdraad waar ik de spoelen mee wil maken en hoe beslis ik hoeveel omwentelingen ik nodig heb voor een spoel. Hierbij wil ik neodymium magneten gebruiken, tenzij iemand me kan overtuigen dat het beter op een andere manier kan. Ik hoop dat jullie het geduld kunnen opbrengen mij te helpen.

Nu wil ik een generator bouwen die ooit in een zelf gemaakte windmolen zijn werk moet gaan doen. Het is de bedoeling om een windmolen te maken met een verticale as.

Wordt het een speelgoedmodel of een 'echte' van circa 10 meter hoog?
Het wordt kennelijk een 'draaideur' in het veld.

Hierbij wil ik neodymium magneten gebruiken

Dit element geeft een permanente magneet. Om wisselstroom op te wekken kun je beter weekijzer gebruiken. Het magneetveld moet namelijk steeds van (grootte en) richting wisselen.
Hoe meer wikkelingen, hoe meer spanning bij een bepaald toerental wordt opgewekt.
Zie de Wet van Lenz.
Je kunt een kant en klare wisselstroommotor kopen. Die werkt ook als dynamo!
Dan heb je geen gezeur met kogellagers, want dat is wat lastig. Maar als je je naam eer aan doet ... .

Veranderd door thermo1945, 02 augustus 2009 - 22:06

Hier staat veel info:

http://www.windenergy.nl

Wel is het wat vreemd dat je eerst de generator ontwerpt en dan pas de windmolen. Het vermogen dat de generator kan gaan leveren is afhankelijk van de bewegingsenergie die de molen aanlevert.

Veranderd door Bartjes, 02 augustus 2009 - 22:13

Alvast bedankt voor het antwoorden. Het gaat hier niet om een draaideur in het veld, we wonen aan de rand van de stad. Het wordt meer iets van een stads windmolentje. Doorsnee zal niet meer als 2 meter worden en niet minder als 1,5. Ik denk eigenlijk eerder 1,5 als 2. Ik wil daar dus zoveel mogelijk efficientie uit halen. Ik begrijp wel dat het nooit zoveel zal zijn om het huis mee van stroom te voorzien, maar voor mij is het een begin in verband met een huis in het buitenland, waar later wel een grotere geplaatst kan worden. Van weekijzer weet ik niet veel af, behalve wat ik net op internet heb opgezocht over de eigenschappen. Een wisselstroommotor moet meer toeren maken dan waar hij voor gemaakt is om stroom te leveren, met zo'n kleine windmolen in de stad lijkt me dat lastig.

De magneten waar ik het over had hebben een grote trekkracht ca. 1.35 T en na wat onderzoek heb ik gezien dat veel mensen voor deze optie kiezen. Ongeacht de grote van de stator, waar ik van plan ben minstens 9 spoelen op aan te brengen in een drie fase opstelling, wil ik proberen om 22 magneten op de rotor te plaatsen. I.v.m. weinig ruimte kan deze ook uit twee rotors bestaan, dat moet nog besloten worden. Het grote voordeel lijkt me dat ik zelf de rotor niet zal overleven i.v.m. de levensduur van de magneten. Dit zou betekenen dat in een draai 9 spoelen zo'n 22 keer van polariteit veranderen, of niet?

Omdat me nu duidelijk is geworden dat de generator aan de hand van de molen wordt ontworpen, zal ik me hierover gaan buigen voor ik hier verder over schrijf. Nu heb ik een tweede vraag.

Het idee om hier een drie fase generator van te maken is omdat ik had gelezen dat deze veel efficienter werkt. Ik weet zelf natuurlijk niet of dat zo is met mijn achtergrond. De vraag is of er veel verlies optreedt om de stroom te transformeren naar twee fase en deze op de huidige 60/50 hz te krijgen met de nodige apparatuur (weet ik ook nog niet veel vanaf). Dan heb ik eigenlijk nog een vraag; hoeveel weerstand kan iemand verwachten van de stator/rotor om deze gedraaid te krijgen. Dit omdat het mij bekend is dat een fietsdynamo weerstand veroorzaakt als deze een lampje moet voeden. Haal je het lampje eruit, is er ook bijna geen weerstand meer, behalve van de bewegende delen. Omdat het de bedoeling is deze direct op het net aan te sluiten (mits zinvol) ben ik benieuwd of hier ook werstand ontstaat en wat ik me hierbij moet voorstellen. Met andere woorden vraag ik me af hoe groot je de overbrenging zou kunnen maken.

Alvast bedankt voor de moeite.

Veranderd door Dr. Hobby, 03 augustus 2009 - 14:21

Dan heb ik eigenlijk nog een vraag; hoeveel weerstand kan iemand verwachten van de stator/rotor om deze gedraaid te krijgen. Dit omdat het mij bekend is dat een fietsdynamo weerstand veroorzaakt als deze een lampje moet voeden. Haal je het lampje eruit, is er ook bijna geen weerstand meer, behalve van de bewegende delen. Omdat het de bedoeling is deze direct op het net aan te sluiten (mits zinvol) ben ik benieuwd of hier ook werstand ontstaat en wat ik me hierbij moet voorstellen. Met andere woorden vraag ik me af hoe groot je de overbrenging zou kunnen maken.

Ik heb de formule niet bij de hand, maar op grond van energiebehoud moet de "weerstand" in elk geval zo groot zijn dat er niet meer elektrische energie uit komt dan er mechanische energie in gaat.

En voor een NOOB als mij, kan de rotor als je hem met de hand draait en deze op het net aangesloten is makkelijk draaien, redelijk makkelijk of met moeite. Ik begrijp dat daar formules aan te pas komen, maar ik wil begrijpen waar ik mee bezig ben. Formules wil ik gebruiken als ik besloten heb wat de uiteindelijke bedoeling wordt.

En voor een NOOB als mij, kan de rotor als je hem met de hand draait en deze op het net aangesloten is makkelijk draaien, redelijk makkelijk of met moeite. Ik begrijp dat daar formules aan te pas komen, maar ik wil begrijpen waar ik mee bezig ben. Formules wil ik gebruiken als ik besloten heb wat de uiteindelijke bedoeling wordt.

De aan het net geleverde energie zal je - als je de generator zelf aandrijft - ook zelf moeten leveren. Het is net als met je voorbeeld van de dynamo en de fietslampjes. Als je niet weet hoeveel fietslampjes er zijn aangesloten weet je ook niet hoe zwaar de dynamo zal lopen. Het is dan ook niet voldoende te weten dat de generator op het net is aangesloten, je moet ook weten hoeveel energie je aan het net gaat leveren (en wat het energiebedrijf wil afnemen).

Ter aanvulling: Je zou eerst eens wat rond kunnen kijken wat realistische waarden zijn voor het geleverde vermogen, de afmetingen van de molen, de rotatiesnelheid, etc. Als je wat uitgangspunten gekozen hebt, valt er ook meer te zeggen over de krachten, stromen en spanningen die daarbij horen.

Ter aanvulling: Je zou eerst eens wat rond kunnen kijken wat realistische waarden zijn voor het geleverde vermogen, de afmetingen van de molen, de rotatiesnelheid, etc. Als je wat uitgangspunten gekozen hebt, valt er ook meer te zeggen over de krachten, stromen en spanningen die daarbij horen.

Dus het is niet zo, omdat het energiebedrijf al stroom aan het huishouden levert, dat zij de zogenaamde lampjes laten branden en ik minder weersand heb. Vraag is eigenlijk; Is het niet zo dat er minder weerstand is omdat er al stroom binnenkomt. Je kan namelijk een terugtelmeter laten installeren en de energieleverancier betaalt dan tot een max. van ongeveer 2500 kw, voor meer word je niet betaald. Kan je me uitleggen waarom daar weerstand door ontstaat. Wat moet mijn generator voeden met andere woorden.

Je kan de generator net zo soepel laten lopen als je wilt. Als je niet of nauwelijks energie aan het net (of eventueel direct aan je eigen huishouden) levert, zal je bij de mechanische aandrijving van de generator niet meer energie nodig hebben dan voor het overwinnen van de wrijvingverliezen binnen de generator zelf nodig is. Zodra de generator echter stroom gaat leveren wekt die geleverde stroom in de generator zelf krachten op die het draaien hinderen.

Dit wordt geïllustreerd in de video's:

http://msdaif.google...om/demo_faraday

http://msdaif.google...s.com/demo_lenz

Als technicus zou je deze proefjes zelf kunnen herhalen. Dit zijn in essentie de twee natuurkundige wetmatigheden waarop elektrische generatoren berusten.

Bedankt voor de uitleg. Mijn volgende vraag is wat er allemaal voor nodig is om de drie fase opstelling om te vormen naar twee fase voor het huis net? Ik heb naar transformatoren en andere apparaten gekeken, maar ik ben er niet veel wijzer van geworden omdat de input meestal aangegeven is maar de molen dalijk niet constant op de zelfde snelheid draait en de input dus verschilt.

Dat is inderdaad niet eenvoudig. Hier kan je het een en ander vinden:

http://www.windenerg...x.php/downloads

Lijkt me voorlopig genoeg leesvoer, ik ben even twee dagen weg geweest, vandaar mijn late reactie. Mocht ik nog vragen hebben na het lezen meld ik me weer. Bedankt voor de moeite.