Onderwerp: Ideeën voor coöp development hydrogenerator?

captain koek schreef :
Daarom ga ik dat met mijn Torqeedo dus ook niet doen!
Overigens in Heeg gaven ze al aan dat deze vraag al eens naar Torqeedo was doorgegeven of dit ook een mogelijkheid was. Torqeedo heeft toen geantwoord dat ze wisten van de vraag naar het omkeren van de functie van de motor, maar dat ze dat voor de Cruise R4 en de Cruise R2 zeker niet zouden doen. Misschien ooit voor de modernere typen?
Ik ben bang dat wij dan eerst een werkend ding moeten hebben, dan zullen zij het idee wel willen overnemen en implementeren om dat tegen een voor hen interessante prijs te verkopen.
Groeten, Peper.

Torqeedo maakt als "regeneratieve" systemen in hun "Deep blue" line. Grote 40-80KW systemen die regenereren als je hard zeilt.

@ Torqeedo b.b. motor als hydrogenerator.

Voor de aardigheid heb ik gekeken naar de schroef van de Torqeedo's. Het bleek dat de typen T401,T801 en Cruise 2.0 en Cruise 4.0 allemaal dezelfde schroef gebruiken, een 3 blads 12"x10".

Uit de grafiek blijkt , in gesleepte toestand, het geleverde koppel en toerental, bij 2 constante inkomende watersnelheden. Het geleverde mechanisch vermogen is te bepalen met de formule
P = Q * 2 * pi * n (W) , waarbij Q (Nm) het koppel is (voor scheepsbouwers is het Q) en n het schroefastoerental is in omw/s
Bij een watersnelheid van 3 m/s ( 6 knopen) en ongeveer 6 toeren is het max, vermogen ca. 260 W. Rekening houdend met schroefaswrijving (10%) en rendement generator (75% ?) zou er maximaal ca. 170 W op de klemmen van de generator aanwezig kunnen zijn.
Ik ken geen details van de Torqeedo motor en weet dus ook niet of de motor als generator, bij een laag toerental 14 V een ook 12 A kan leveren. De schroef heeft wel voldoende mogelijkheden.

De bron voor deze berekeningen zijn diagrammen van modelschroeven uit het rapport "Screw propeller characteristics " van H.F. Nordstrom 1948.

Jan

Ik heb inmiddels een simpel fluistermotortje en een buck-boost converter tot mijn beschikking en heb wat testjes kunnen doen. Het resultaat was, zoals eigenlijk wel verwacht, niet denderend. Ik kan een 12V lamp laten branden als ik het motortje aandrijf met een accuboormachine. Zowel met als zonder buck boost regelaar ertussen. Ik schat het vermogen op 40Watt bij 1000rpm (grove schatting).
Hoeveel volt en hoeveel ampères er precies worden geleverd heb ik niet kunnen vaststellen omdat ik daar (nog) geen geschikte apparatuur voor heb en de uitgespuugde patronen op een gewone multimeter tamelijk vreemde waarden geeft. De buck-boost regelaar krijgt het ook niet voor elkaar om de spanning te vlakken (gelijkrichten is niet nodig, want er zit een borstelmotortje in met collector.
Voor mij een leuk en leerzaam experiment maar gezien het hoge toerental dat nodig is om vermogen en praktisch werkbare spanning te genereren en de "uitdagingen" om de spanning te vlakken denk ik dat een ander type motor beter geschikt is. Met name de 3phase motoren zoals eerder in dit draadje genoemd.

Ik denk dat bij vooral een heel laag toerental al beginnen met stroom leveren één van de belangrijkste dingen is.
Het regelen daarna heeft vele mogelijkheden denk ik.

Ik schat in dat er al beneden de 100RPM de eerste stroom moet gaan lopen.
Dan heb je OOK bij geringe wind- of waterstroming al opbrengst.
Wordt het toerental hoger, en dus de spanning, dan regelt de MPPT dit gewoon terug naar de beste laadstroom.
Daarom heb ik ook m´n 70/15 vervangen door een 100/15.
Wanneer er regelaars, passend voor mijn schip, met nog hogere ingang spanning verkrijgbaar waren geweest, had ik die gekocht.
Je haalt dan zowel het onderste als het bovenste uit het aanbod.

100rpm lijkt mij weer wat aan de lage kant. Dan zit je of met vrij hoge slip of met een hele hoge spoed of met een forse propeller diameter. Praktisch gezien lijkt mij een werkgebied tussen 300-600 rpm het makkelijkst als je wilt voortborduren op bestaande componenten.

Voor wat betreft het vlakken van laag frequente "berg" patroontjes zoals zichtbaar in het diagram van JohnBerg, daarin zie jij wel mogelijkheden? Heb er zelf niet veel (zeg maar geen) ervaring mee, dus als jullie denken dat het te doen is, dan geloof ik dat graag.

Saeftinghe schreef :
Dat zal van het gebruik en de doelgroep afhangen. Voor anker in stromend water is wat anders van met +5kn zeilend.

De zeiler wil waarschijnlijk niet al teveel snelheid inleveren.

@Go west:
Nu heb ik nog een reserveschroef van een Torqeedo Cruise R4 liggen in m'n hobbyhok en het gegeven dat deze bij 6 knts 6 omwentelingen per minuut maakt is belangrijke informatie voor een test daarmee.
Dit is een dermate laag toerental dat er voor de koppeling naar de generator-as een tandwielkast gebruikt moet worden, dan wel een speciaal gewikkelde generator die met veel poolparen en een hoog aantal wikkelingen bij een laag toerental toch een redelijke spanning kunnen opwekken.
Ik vaar 3 jaar met een Torqeedo Cruise R4 en heb het ding ooit eens uit elkaar gehaald en ook ooit bij 'De Stille Boot' in Heeg uit elkaar gezien. Torqeedo geeft in de gebruiksaanwijzing aan dat de motor niet in het water mag blijven als deze niet als motor wordt gebruikt. Torqeedo geeft daarbij aan dat dit de elektronica in de motor zou kunnen beschadigen. De elektronica is gebouwd op stroomafgifte aan de motor en niet op de opwekking van stroom door de omgekeerde motorfunctie.
Bij de 'stille boot' geven ze aan dat ze nog nooit een Torqeedo ter reparatie hebben gehad omdat het per ongeluk meeslepen van de motor door het water de elektronica vernield heeft. Daar is jouw rekenwerk aan die schroef wel de aanwijzing voor.
Voor het in het water brengen van 2000W zou er dan iets van 100 toeren nodig zijn (even geen rekening houdend met slip en andere hydrodynamische zaken) maar volgens de berekening kan ik daar met diezelfde schroef hoogstens 260W mee terug krijgen. Dit praktische gegeven beperkt ook het 'vermogensplafond' van hydrogeneratoren en schroefasgeneratoren tot 15% van het in of aan de boot geïnstalleerde motorvermogen. Dus 30pk aan geïnstalleerd motorvermogen via de schroef in het water brengen levert via die zelfde schroef hooguit 4pk (2.982799 kW) aan elektrisch vermogen op. Wil je er meer uithalen, dan remt de schroef de boot zo sterk af, dat het af te nemen vermogen weer in elkaar zakt.
Heb ik in een eerdere post aangegeven dat voor een watersport zeilboot (met een verdringer romp) 500W wel het plafond zou zijn, dan kan dat nu wel worden terug gesteld naar 250W, want anders legt de hydrogenerator de boot bijna stil. Voor planeerders en multihull's zal dit plafond niet geldig zijn. Welk plafond daar geldt, weet ik niet.

@captain koek:
Dit is voor jou slecht nieuws (voor mij dus ook). Je drijft een fluister bbm met ca 1000 rpm aan op de schroefas, maar in het water is 10 rpm een waarschijnlijker toerental bij 6 knopen. Bij dat lage toerental zal er wel wat worden gegenereerd, maar het zal geen bruikbare hoeveelheid zijn ten opzichte van de veroorzaakte afremming van de boot.

Samenvattend: het ombouwen van een ebbm naar hydrogenerator zonder aanpassingen aan de schroef heeft niet veel zin. Bij hoge snelheden door het water (boven 6knts) zal er wel wat worden geleverd, maar waarschijnlijk is dit niet meer dan 10% van het nominaal vermogen van de motor.

Voor Go west de vraag... Hoe ziet een snel draaiende schroef eruit? Kun je met de spoed en het aantal bladen het schroeftoerental beheersen? Kan er een schroef worden ontwikkeld die bij 6knts door het water zo'n 600 rpm draait? Of krijg je dan een monstrum dat niet aan boord van een 25 voeter past? Generatoren voor windenergie zijn vaak gebaseerd op dit toerental en zijn goed verkrijgbaar. Voor naafmotoren van elektrische fietsen geldt hetzelfde.
Groeten, Peper.

Peper schreef :
Typefoutje? 10 rpm is echt heel weinig, 10 rps lijkt me waarschijnlijker.
1000rpm (16,6rps) is evengoed wel haalbaar, denk ik, uitgaande van 10% slip en 4" spoed, maar wel te zien als grens ivm tipsnelheid die dan wel erg hoog wordt.

captain koek schreef :
Nee, geen typfoutje, mogelijk wel een waarnemingsfoutje! Een driebladsschroef draait optisch 3 x zo snel als het as toerental door het stroboscopisch effect. Het zou fantastisch zijn als het rps is in plaats van rpm! In dat geval is het ombouwen van een ebbm naar een hydrogenerator een stuk haalbaarder geworden.

Een opgeluchte Peper.

Om de weerstand van de door het water gesleepte schroef te beperken, moet het koppel (Q) worden beperkt dus ook het gevraagde laadvermogen. Het is ook niet altijd gewenst om het maximum sleepvermogen uit de schroef te benutten, bijv. als de accu's al vol zijn en het boordnet niet veel vraagt. Een laadstroom- en laadspanningsregeling is daarvoor nodig, bijv. door onafhankelijke aansturing van het generatorveld of andere elektronische mogelijkheden.
Ik zal de voorbeeld figuur nog uitbreiden met de sleepweerstand om een idee te geven van de orde van grootte.

Jan

Dat is fijn!
Hier gaan de wegen van de hydrogeneratoren en de schroefasgeneratoren zich scheiden! Het blijft ondanks die scheiding heel interessant!
Groeten, Peper.

Ik miste even voorgaande posts. De grafiek geeft de omwentelingen per seconde.

Het toerental bij een slip=0 kan bepaald worden door n = v / H
v is de inkomende watersnelheid in m/s, (achter een schip, wat lager dan de scheepssnelheid)
H is de spoed in m.
Dus bij v=3 m/s en een H = 10"= 0.254 m, dan is het sliploze toerental n=11.8 omw/s

Jan

3Noreen,

De omstandigheden ter plaatse zullen ook van belang zijn.
Er zal ook een groot verschil in RPM zijn tussen wind- en wateraangedreven propellers.

Bij harde wind of hoge snelheid door ´t water is er altijd stroom beschikbaar.
Ik vind bij zwaar weer rendement heel wat minder belangrijk dan bij erg licht weer.

Ik denk te kunnen stellen dat je moet mikken op LAGE wind- en bootsnelheden. Die komen het meest voor,zeker bij lange oversteken. In ieder geval in mijn omgeving.
Ik ben beter af met 1 a 2A gedurende 300 dagen per jaar dan één dag met een top van 50A gedurende één dag in 15 jaar.

Die Air X heb ik één keer 50A zien leveren bij 60 knopen wind in 15 jaar.
Na ombouw naar laag toeren opbrengst levert hij meer dan 300 dagen per jaar stroom. Stel 90.000Ah in die afgelopen 15 jaar.
Op die éne dag dat er, korte tijd 50A uitkwam heeft hij misschien 500Ah kunnen leveren, maar lang voor het zover was waren de accu´s vol en de soldeer verbindingen van de diodes gesmolten.

Mijn mening, voor wat men die waard vindt, is dat je het lage toeren en opbrengsten moet zoeken, die je dagelijks wel halen kunt.
Dan kunnen de accu´s ALLE geproduceerde Ampere´s opnemen.
Alles wordt laag belast en blijft lang heel.

Een windmolen voor licht weer opbrengsten gebouwd zal ook niet snel een gevaarlijk hoog toerental KUNNEN bereiken, en minder weerstand hebben in zwaar weer.
Voor propellers onder water gelden dezelfde regels, maar water is 800 keer zwaarder dan lucht, dat moet je natuurlijk meenemen in je prop afmetingen.

Dat idee van Peper, die emmer zonder bodem, als uitgangspunt voor wateraandrijving is in mijn optiek een heel goed uitgangspunt.
En met de (afwezige) bodem vooruit slepen.

ik ga die IstaBreeze generator opnieuw wikkelen voor extreem laag toerental en dan die "emmer" proberen.
En natuurlijk ook met wind propellers met 2-3-4 en 6 bladen.
Alle materiaal ervoor ligt aan boord.
Het gaat wel even duren, er is werk wat voorrang heeft.

Saeftinge,

Mogelijk ben ik de spreekwoordelijke uitzondering. Als ik met veel moeite 2,5kn uit de aanwezige wind weet te realiseren ben ik niet blij als een hydrogen daar 0,5 kn van af haalt. Met maar zuchtjes wind is er weinig voor nodig om compleet stil te komen liggen.
Vooropgesteld dat die dat zou doen natuurlijk. Maar ik zou daar wel beducht op zijn. Daarbij heb ik aan boord die stroom in hoofdzaak nodig om mijn stuurautomaat actief te houden. Dat doet zich voor als het er ruig aan toe gaat en behoorlijk gang in de zaak zit.

Over wat voor snelheden praat je dan, een knoop of 15 misschien?

Ik heb de figuur voor de Torqeedo propeller uitgebreid met de weerstandskrachten tijdens het slepen. Zie de gestippelde lijnen in de figuur, voor 2 m/s en 3 m/s inkomende watersnelheid.
De bepaling gaat als volgt. De ladende generator vraagt een koppel aan de schroef, bijv. 4.5 Nm. Daardoor ontstaat bij 3 m/s een toerental van 7.5 omw/s. Bij deze 7.5 omw/s is de weerstand van de door het water gesleepte, draaiende schroef ca. 125 N
Als je een weerstandscurve van je schip hebt, kun je de snelheidsvermindering bepalen.

De schroef levert 4.5*2*pi*7.5 = 210 W . Stel wrijving in lagers en afdichting 10% en elektrisch een rendement van de generator van 75%, dan zou er elektrisch 140 W geleverd worden.
Dit zijn uiteraard indicatieve getallen.
Een vergelijk met de praktijk, bijv. met de "Duogen" getallen levert : schroefdiameter 290 mm, spoed onbekend,
levert (volgens de fabrikant) bij 6 knopen 125 W en heeft een sleepweerstand bij 6 knopen van 150 N.
Redelijk in de buurt lijkt mij.

Jan

Dan ga ik definitief de reserveschroef voor mijn Torqeedo maar eens tevoorschijn halen!
Groeten, Peper.

Noreen,

Die halve knoop inleveren bij een snelheid van 2,5 knoop zal juist niet voorkomen bij een laag toeren generator.
Ik heb wel gesteld AANVANGEN met leveren op laag toerental, je kunt niet de volle produktie verwachten bij laag toeren.

Bij die lage snelheden heb je juist heel weinig weerstand, zeker wanneer de de spoed goed aangepast is.
Juist omdat het toerental laag kan zijn, kun je met een grote spoed toe.

Hoe groter de spoed hoe geringer de weerstand.
Bij water aandrijving, 2 tot 10 knopen is de snelheid vrij laag vergeleken met windsnelheden van 0 tot 40 knopen.

In ´t water heb al snel een redelijke spoed, wanneer je uitgaat van gemiddeld 4 knopen en dan 200RPM onbelast, dan zul je bij belasting terugzakken naar 100RPM en wat stroom hebben.

Dan heb je al snel alle dagen wat lading, die oploopt met de snelheid.

Wanneer je gulzig bent en veel wilt, zul je maar, pakweg, de helft van de tijd wat stroom hebben, die dan waarschijnlijk niet meer zal zijn dan uit een laag toeren ding komt.

Ik ga eerst een ding proberen te wikkelen zo dicht mogelijk bij die 100RPM en dan proberen, eerst op de wind en dan met die emmer.
Daar komen geen laboratorium meetresultaten uit, maar mogelijk wel een indicatie hoe groot die spoed ongeveer zal moeten zijn.

Het fijn tunen komt altijd na een serie experimenten.

Na al dat 'romantisch geneuzel' weer tijd voor iets serieus.



Een 10mm zilverstalen as,
Twee 'diepe groef' kogellagers (die ook behoorlijk axiale belasting kunnen opnemen)
Een zooitje neodymium magneetjes 50x5x5mm
Wat transformatorblik uit een doorgebrande transformator.

Op de zilverstalen as komen twee magneethouders van 18mm buiten diameter en 50mm lengte.
Op die magneethouders komen 20 neodymium magneten (10 per magneethouder), die N-S gepoold tegen over elkaar liggen.
Het transformator blik vormt de brug en poolschoenen tussen telkens 2 magneten op de magneethouders. Op het transformatorblik komen dan de wikkelingen.
Bij 3 bruggen van transformator blik ontstaat een 3-fase generator (goed opletten dat de 3 bruggen niet alle 3 precies midden boven de magneten liggen, want dan krijg je de as nooit meer gedraaid!) Het idee is van Saeftinghe, ere wie ere toekomt, al zal hij het niet waarschijnlijk terug kunnen leiden tot zijn tekening.

Per as rotatie zijn er dan 10 polariteits-wisselingen, bij 1 omwenteling per seconde ontstaat er dan een 10Hz wisselspanning (2 polige generator bij 600 toeren) en bij 5 omwentelingen per seconde een 50Hz wisselspanning (2 polige generator bij 3000 toeren). Indien de schroef het redt om de as met 10 omwentelingen per seconde te laten draaien, dan is de frequentie van de opgewekte wisselspanning 100Hz. Dat kan dan in 3 fasen een wisselspanning opleveren die na gelijkrichting maar een hele kleine rimpel heeft.

Er zijn teveel onbekende variabelen om nu al aan te geven hoeveel wikkelingen per Volt er nodig zijn. Dat moet experimenteel worden bepaald.

Het begin is er!
Groeten, Peper.

Die van mij is klaar om getest te worden.

Het "IstaBreeze" molentje, wat bedoeld was voor die watergenerator, is nu voorlopig een gewoon windmolentje geworden.

Die bodemloze emmer wilde niet erg lukken om die te laten draaien, moet nog wat materiaal voor gevonden worden.
Liefst scrap van iets anders, geen verse grondstoffen verbruiken

Het molentje heeft met veel passen en meten 100 wikkelingen gekregen. Het is wel erg nauw geworden binnen in het ding.

Het levert een open spanning van ongeveer 15V DC bij ongeveer 50 a 60 RPM,
Het draait al wanneer er een grotere vogel dan een mus voorlangs vliegt.

Juist een paar uur geleden het ding bij het "landhuisje" opgesteld en proef gedraaid bij wind van 1 knoop.
Een stroom van 350mA gedurende 2 minuten, toen was de wind op.
Drie wieken, diameter 1,5 mtr.
Er kunnen 6 wieken van die wieken op de hub, voor erg lichte wind.

Verder is er een set van 3 wieken van 1mtr diam., en een van 95 cm diam. voor hardere winden.

Het plan is eerst experimenteren met spoedhoek en 2, 3, 4 en 6 wieken.

Wanneer daar een bruikbaar toerental is mee gevonden, zal ik hopelijk ook een oplossing hebben voor water aandrijving.
Zal wel even duren, er is alleen handgereedschap aan boord waarmee alles gemaakt moet worden.

Ik ben benieuwd naar de resultaten en constructie van Zeekraal.

Dat ziet er mooi uit Zeekraal! Ik ben benieuwd naar de resultaten.
Groeten, Peper.

Hey, Seaftinghe,

Met die 1,5 m diameter kom je reeds aardig in de buurt van mijn grote “Whopper”. Die heeft 1,72 m diameter.
Veel hangt af van de diameter, die extra 0,22 m maken meer uit dan je denkt.

Mijn grote windgenerator zit reeds anderhalve maand in de motteballen. Heb ik slechts nodig tijdens donkere dagen in de winter.

Vooral mijn nieuwe ( Grote ) laptop die slechts één A verbruikt zorgt er voor dat de zonnepanelen tegen elf uur de accu´s vol hebben.

Overigens, kan iemand mij heel erg simplistisch uitleggen hoe dat nou ook weer zit met vermogensopbrengst ?

Verdubbeling van zeiloppervlak ( wiekoppervlak ) geeft ?????? meer kracht.

Verdubbeling van windsnelheid geeft ????????? meer kracht.

Ik heb net een nieuw lug yawlzeil gemaakt uit m´n oude grootzeil. Is net iets meer als dubbel zo groot als het oude flathead bermuda yawlzeil.

Rotor oppervlak is 0,5 * pi * r²
Vergroting van dit oppervlak heeft een kwadraat in zich en je krijgt daarmee ook kwadratisch meer vermogen per vergroting van dit oppervlak. Langs de randen van de wieken en in het centrum bij de as zitten de verliezen die soms met de vergroting van de rotordisc ook toenemen.

De windsnelheid is tevens de snelheid waarmee een volume in m³ door de rotordisc stroomt. In het volume zit een derde macht en het vermogen neemt tot de derde macht toe bij toenemende windsnelheid.

Deze uitleg is van het 'ezelsbrug' type. Het is simpel, maar waar.

Groeten, Peper