Onderwerp: Schroefasgenerator

Ik ben gezegend met een schroefas die meedraait tijdens het zeilen. Dat betekent dat er onder mijn voetjes een schroefas zijn rondjes ligt te maken, en vanaf ongeveer 4 knopen snelheid is het niet echt prettig meer om die schroefas met de hand tegen te houden. Het lijkt me een gaaf idee om de energie die door het zeilen gegenereerd wordt, om te zetten in bruikbare stroom aan boord. Een schroefasgenerator dus.

Een paar vragen.

1. Heeft zo'n meedraaiende schroefas voldoende kracht om een dynamo gaande te houden? De schroef (tweeblads onder een 32-voeter) is niet bepaald gigantisch
2. Kan ik de dynamo gewoon bijprikken in het gewone boordnet, zeg maar parallel aan de dynamo op de motor? Of moet ik weer extra voorzieningen bedenken?
3. Zijn er bedrijven die dit voor je kunnen doorrekenen, of moet je dit allemaal zelf zien uit te dokteren?
4. Ik stel me zo voor dat je de dynamo los wilt koppelen als je op de motor vaart. Maar is dat ook echt nodig? Kan je de dynamo niet gewoon altijd laten meedraaien?

Dennis,
Bagheera heeft een dergelijke dynamo op de schroefas.
Er zijn echter een paar dingen waar je rekening mee moet houden.
je schroefas draaid zo ongeveer op 100 toeren per minuut als je een knoop of 5 loopt (bij ons is dat het geval, maar ik vermoed dat het niet heel erg veel anders zal zijn bij andere boten). Je dynamo moet echter 1050 of meer toeren per minuut maken voordat deze begint te laden.
Je moet dus een overbrenging zien te realiseren die de dynamo met factor 10-11 versneld. Bijvoorkeur een tandwiel overbrenging gebruiken op je schroefas zodat de as lagers niet te veel a-symmetrisch belast worden.

het probleem is dat de meeste boten daar niet voldoende ruimte voor hebben.
Bagheera heeft een dubbele poelie met een diamter van 53cm nodig en de allerkleinst mogelijke poelie op de dynamo.
Voor een twee blads schroef kun je ongeveer 50 Ampere per m2 schroef verwachten, waarbij vierkante meter schroef uitgedrukt is als de oppervlakte van de de grootste cirkel die de schreof omschrijft. Bij een drieblads is dit ongeveer 65 Ampere en bij een 4 blads ga je richting de 75 Ampere per m2, allen gerekend met een snelheid van 6 knoop bij 12 volt.
Wij hebben een 23" 4-blad schroef en we varen gemiddeld 7 knoop. Onze schroefas dynamo levert dan ongeveer 11-13 A bij 24 volt.

wat mijbetreft energie bron nummer 1 tijdens het zeilen, ons gemiddelde stroom verbruik ligt om en nabij de 4 A dus de schroefas dynamo kan dat makkelijk bijhouden zodra we boven de 4,5 knopen komen.

Zoals omschreven, het is de moeilijkheid om voldoende draaisnelheid voor de dynamo te genereren, als je dat voor elkaar krijgt werkt het geweldig.

Wat betreft jouw vragen:
1. Ja, zie bovenstaande verhaal.
2. Ja, wij hebben daar geen speciale voorzieningen voor gemaakt.
3. Vast wel, maar ik weet eerlijk gezecht niet wie, waarschijnlijk iedere dynamo leverancier kan dit voor je doen.
4. Wij koppelen de dynamo niet los als we op de motor varen. Tijdens het zeilen levert de dynamo zoals gezegt lekker boven de 10A, en dan draaid de schroefas ongeveer 100 rpm. Tijdens het varen op de motor word dit verhoogd naar ongeveer 900 RPM en met de versnelling van as naar dynamo van 1:13 die wij hebben is dat nog steeds niet het maximale bereik van de dynamo. Als we op de motor varen levert de dynamo ongeveer 100-110 A (wederom bij diezelfde 24 volt)

Dennis, je kent deze waarschijnlijk al, maar zo niet: www.panoramixopzee.nl/projecten.html#propshaft

1. Ja.
2. Ja, maar. Een dynamo heeft een veldwikkeling waar stroom doorheen moet om een magnetisch veld op te wekken. (Voor je motor loopt die via het 'accu lampje' op het motorpaneel) Als de schroefas niet of niet voldoende draait, wil je die uitschakelen want dan levert de dynamo toch niks. Bij voldoende toeren levert de dynamo energie, ook voor deze veldstroom. De dynamoregelaar regelt de uitgangsspanning zodat deze niet te hoog wordt.
3. Vast wel maar zelf doen is toch veel leuker?
4. Nee is niet nodig, de uitgangsspanning wordt toch begrensd.

Extra:
1. Het is mogelijk om een alternator (wisselstroomdynamo) om te bouwen zodat deze al bij veel minder toeren gaat leveren.
www.instructables.com/id/How-To-Rewind-an-Alternator/

2. Tijdens het zeilen wil je misschien de output van de alternator wel regelen. (Om te voorkomen dat 'ie te hard remt als je een moeilijk aandewinds koersje zeilt). Je wilt dan niet alleen de uitgangsspanning begrenzen, maar ook de uitgangsstroom.

Erikdejong schreef : 53cm? Dat is inderdaad nogal een ruimtevreter zeg! Ik heb een behoorlijke ruimte achter de motor (relatief gezien), maar zo'n grote poelie past echt niet!

Waarom heb jij toch gekozen voor een snaaroverbrenging?

ik had op mijn vorige boot ook een schroefas dynamo
gaf bij 5 kn ca 4 amp
hoe het allemaal werkte weet ik niet, maar ik wil wel een tip over de snaar geven.
bij mij was dat een snaar van nutlink,die kan je simpel uit elkaar halen zonder de schroefas te demonteren

Ik ben ook aan het kijken naar een schroefas generator. Bij een watersportzaak in IJlst hadden ze de generator zelf liggen voor 150 euro, dat was een speciale lichtlopende die een max stroomopbrengst van 10A heeft. Op zich een mooie maat. Van een kennis begreep ik dat een dynamo van een oude Citroen 2CV (Eend) ongeveer datzelfde levert en voor een fractie van die 150 euro te krijgen is. Ben er nog niet verder mee gekomen, maar als dat inderdaad zo is, dan hoeft er alleen nog maar een overbrenging met snaar van de schroefas naar de dynamo, en klaar is kees.
De tip van die snaar van nutlink klinkt wel heel goed, want dit was 1 van de zorgen die ik had bij wat ik tot nu toe had uitgedacht, dat je een snaar om de schroefas hebt die er alleen af kan (en een nieuwe erop) als de schroefas wordt gedemonteerd.

Groet Erik

Alvast een extra v-snaar om de as leggen bij monteren...
En even de flens los, as 1 cm naar achter, snaar ertussen, flens weer vast lijkt me ook niet zo moeilijk.

Hen3 schreef : Omdat een vriend nog een dergelijke poelie had liggen en de dynamo ook al voorzien was van een poelie die daarmee overeenkwam, kon ik een hoop geld besparen door een snaar te gebruiken. Ook is onze schroefas 38mm en is de poelie direct naast het stuwdruk lager geplaatst en die kan ook wel aardi wat zijwaardse belasting opvangen, zeker in de maar van 38mm.

Uit de link van free bird begrijp ik dat schroefassen toch wel iets sneller draaien dan die van ons (teverklaren met het feit dat wij een middel snel lopende diesel hebben, waar de meeste jachten een snelloper hebben ingebouwd) dat maakt een en ander zeker makkelijker te realiseren

Maar hoeveel snelheid verlies je wel niet met deze opstelling?

roozeboos schreef :
ik weet niet voor wie de vraag was,maar bij mij scheelde het bijna niets

Omdat "Bagheera" maar heel weinig wind nodig heeft om rompsnelheid te lopen en daarna niet harder kan, is het verschil in snelheid letterlijk niet meetbaar. Met minder dan 8 knopen wind zou het iets uitkunnen maken, maar het zou me verbazen als het meer dan een paar % verschil in snelheid maakt. In het geval van toerzeilen vind ik trouwens volle accu's belangrijker dan het verschil tussen 4 of 4,1 knoop.

Kijk eens hier Voor de hard die DIY

pantaleimon schreef :
Doet me denken aan het verkoopargument van de meeste klapschoeven,variprop,maxprops...

pff ik dacht altijd dat een vaste schroef wel een knoop snelheid kost.
En dus geen optie was, mits je met een cat rondvaart.

Vaste schroef die meedraait geeft echt geen knoop snelheidsverlies.

En eentje die niet meedraait, of een zwaar belaste dynamo aandrijft?

Als ik mijn schroef stilzet tijdens het zeilen ga ik ruim een halve knoop minder snel dan wanneer ik hem laat meedraaien. Ik zou dus verwachten dat ik max een halve knoop inlever maar waarschijnlijk minder; desalniettemin een reden om na te denken over een eenvoudig loskoppelbare constructie.

Voor de rest zie ik hier allemaal leuke linkjes voorbij komen die ik hoognodig moet gaan uitpluizen. Leuk!

Ik heb ook en beetje zitten surfen en kwam tot de conclusie dat een PMG of permanent magnet generator waarschijnlijk de beste oplossing is. Die heeft ook geen voeding nodig. Wel zo handig. Daarbij leveren ze stroom bij lage toeren.

De goedkoopste oplossing is dan de fietsnaaf dynamo. Jammer genoeg leveren die maar 3W bij 6 Volt. En daar hebben we dus niks aan Mss kun je ze paralel schakelen? Op MP staat een doosje met 20 van die dingen te koop.

Als je verder zoekt kom je vanzelf uit bij idealistische windenergie opwekkers die zo'n ding zelf gaan bouwen. Of bij hele dure PMG die in windmolens zitten.

Tot nu toe heb ik er geen kunnen vinden van bv 20 tot 40 Watt onder de €300 en voor dat geld kan ik mijn motorretje wel even starten. Bij 2500 toeren laadt de mijne 30 Ampere in een uurtje heb je net zo veel stroom als de hele 24/24 dag zeilen.

Als er goedkopere oplossingen zijn lijkt het me wel gaaf om het uit te proberen.

Nou , ik ben ook gezegend met een vaste schroefas en enkele jaren geleden startte ik mijn project van een schroefasgenerator.
Je komt 's nachts altijd elektriciteit te kort , en zulke generator zou me hiertbij kunnen helpen.
Nu is het probleem dat je dat met gewone auto alternatoren niet kan verwezenlijken.

By the way , ik lees hier op het forum steeds het begrip " dynamo " , maar dat is wel fout beste heren . Een dynamo is een gelijkstroom generator , een alternator is een wisselstroom generator en laat dat laatste model nu gebruikt worden in boten en auto's.
Maar dit geheel terzijde.

Dus een auto alternator zou de simpelste oplossing zijn , de gelijkrichting zit ingewerkt en ook de regelaar naar een constante 13,5 volt ( 14,2 indien uitgerust met compensatiediode) krijg je'r cadeau bij.
Alleen , .........alleen haal je met een schroefasaandrijving niet de vereiste toerentallen om die alternator efficient te maken.
En ofwel gebruik je een reductie (eerder een upgrade) van het toerental , met eerder een complexe installatie in de beperkte ruimte.
Ofwel ga je die alternator herwikkelen zodat ook een laag toerental te gebruiken valt om stroom op te wekken.
Vergeet niet dat je minstens de stroom moet kunnen opwekken om het aanloop magnetisch veld te creeren om de alternator te kickstarten.Anders steek je'r nog bij in.
Herwikkelen is toch niet zo eenvoudig , vraagt wat berekening en het blijft min of meer experimenteel.

Dan zijn er de windmolen generatoren die ook bij relatief laag toerental (veel) stroom geven.
Dat is dan meestal het type dat is uitgerust met neodym permanente magneten.
Geen kickstartstroom nodig dus.
Verder moet je een gelijkrichting hebben van de 3 fasige geproduceerde wisselstroom , alsook een spanningsregeling die de hogere spanningen temt naar onze noodzakelijke 13,5 volt.

Goed dan , we hebben alle ingridienten om een schroefasgenerator in te bouwen en ik ging er dan ook mee van start een hele tijd geleden.



De gearbox en schroefas , bekend beeld niet ? Hier moet dus wat worden versierd


Om te beginnen maakten we een dunne triplex mal die we met zaag en vijl gemakkelijk konden aanpassen en ik zou gebruiken om de vorm af te tekenen op rvs plaat.
In moest dat in 2 delen doen want de ruimte had zo zijn beperkingen.



Dit plaatje geeft een idee hoe het geheel uiteindelijk zou worden bevestigd.Ik maakte gebruik van de bouten die instaan voor de bevestiging van het frame waarop de motor staat gemonteerd. Solider kan je't niet bedenken dacht ik zo.



De mal was af en de rvs platen uitgeslepen.Je moet roeien met de riemen die je hebt en ik had geen heel dikke rvs plaat ter beschikking. Dan neem je'r 2 dunne en last die aan elkaar.In theorie nog sterker dan 1 dikke zo wordt beweerd.


Zo , hier zijn ze op de kopse kante aan elkaar gelast.



Even ter plaatse passen alvorens verder af te werken.



U merkt hier hoe ik de 2 aparte delen aan elkaar bevestigde. Met een geschroefde brug. Alles blijft demonteerbaar.



En dan komt het estetische achter de hoek kijken. Rvs mag nog een beetje glimmen ook nietwaar.



Het frame was gemaakt , en dan beginnen met het echte werk. De aandrijving van de generator verzorgen vanuit de schroefas.
En hier knelde een beetje het schoentje. De kleine ruimte liet niet veel marge voor wat betreft de grootte van de poulie (riemschijf) , U merkt dat wel op één van de foto's.
En omdat de meesten die je her en der kan kopen uit gewoon staal zijn gemaakt dacht ik er beter aan te doen om er zelf één te maken ook weer uit rvs.
Men neme dus een rvs flens en tracht er wat van te maken.



Eerst het loopvlak van de riem versieren op de draaibank.



Dan de binnendiameter die exact dezelfde moet zijn als die van de schroefas-flens , kwestie van geen speling te hebben en niet uit balans te geraken.
Dat lukte allemaal best wel.



De schroefas werd weer gemonteerd , maar niet alvorens ik van de gelegenheid gebruik maakte om een nieuwe gland , de schroefas afdichting dus , te plaatsen. Het zou te gek zijn om dat niet te doen op zulke momenten.



Zo , een beeld van de gemonteerde generator , de betekenis en doel van dat rode doosje krijgt direct een verklaring.



Het geheel gefotografeerd vanuit een andere hoek.



Goed , en dan nu dat rode doosje. Hier zitten relais in die kunnen bediend worden door een schakelaar op één van mijn panelen in de cabine/woonruimte. Op die manier zou ik de generator kunnen uitschakelen, althans toch het leveren van de stroom aan mijn circuit.
Die relais zouden ook bediend worden vanuit de alternator van de scheepsmotor zodat wanneer de motor aanging , het leveren van stroom van de schroefasgenerator ook zou stoppen.



Dit zou de gelijkrichter en regelaar worden die de fluctuerende wisselstroom van de schroefasgenerator in goede gelijkgerichte banen zou brengen.
En hier ging het al meteen goed fout.
Die (windgenerator) regelaar werkt met het principe van dumpload regeling.
Dwz , dat wanneer de uitlaatspanning (naar de accu's dus) hoger komt dan 13,5 volt , enkele relais de geproduceerde stroom aflaten naar een een dumpload element , wat zoveel betekent als een grote weerstand die energie omzet in warmte;
Een korte test op het droge , dat kan even zonder koeling en watersmering van de cutlass bearing hoor , blies al direct mijn diodebrug op van de scheepsalternator.
Wat was er gebeurd ? De dumploadregeling van de schroefasgen was te traag , en die regeling liet spanningen door waartegen de diodes van mijn scheepsalernator niet tegen konden.
Ai , wat nu.
Doodeenvoudig die regeling vervangen door een electronische regeling dan maar.
Meteen ook de scheepsalternator herstellen natuurlijk, dank U voorhistorische dumpload regelaar. Maar ik had hem zelf gekocht , dus eigen schuld dikke bult.
Na de nieuwe regeling te hebben aangeschaft en gemonteerd ging het weer fout.
Het door de schroefas opgewekte toerental was niet hoog genoeg , het zou me bij een gemiddelde snelheid en daarbij behorende toerental van de freewheelende schroefas maar enkele honderden miliamps opbrengen , niet genoeg dus.
Ok , op naar plan B dan maar.



Dit...........



Moest - dankzij alweer de draaibank - dat moeten worden.
Een kleiner poulie (riemschijf) die het toerental van de neodym magneet generator zou verhogen en bijgevolg meer stroom zou doen leveren.



Technisch en mechanisch gesproken een piece of cake.
De test zou zich op open water laten uitvoeren want het was nu tijd voor de tewaterlating voor het nieuwe seizoen.(dat van 2010 dan wel)


We zijn nu eind 2011 , en die test was in mei 2010 afgerond , en wat bleek.
De schroefasgenerator gaf dan wel een leuke 5 amp bij 6 knopen snelheid , hij ging erbij nog lekker te keer ook.
Cogging , een begrip met een vervelende bijwerking.
Zoek het maar even op , maar het resulteert in een kloppend gedraai van de generator en een behoorlijke warmteontwikkeling.
Ik wou die kloppende trilling niet overzetten op mijn schroefas , dus ging het aandrijfriempje er af.

Sindsdien ligt het project op apengapen , en zoek ik andere oplossingen om vooralsnog de schroefasenergie om te zetten in (stille) elektriciteit.
Misschien kan deze bijdrage een aanzet zijn voor andere schippers om ook zulke generator te installeren , en misschien levert mijn bijdrage ook wel het voordeel op om aan een sluitende oplossing te raken voor mijn dilemma.
Ik dacht er eerder al aan om een andere generator te kopen , in dit geval dus een echte dynamo.
Maar een gelijkstroommotor is natuurlijk ook geschikt , want een dynamo is een omgekeerde gelijkstroommotor nietwaar , maar dat wisten de meesten al wel denk ik .


Beste groeten

roozeboos schreef :
Er is in de negentiger jaren een test geweest op vaste 15" schroeven met een pitch van 13" waaruit bleek dat een stilstaande 3 blads schroef 353 N aan weerstand opleverde en een meedraaiende schroef 85 N. Voor een 2 blads schroef was het stilstaand 129 N en 82 N meedraaiend.
Het is een aardige rem, vandaar dat meedraaien mits de installatie het toelaat sneller varen mogelijk maakt.

Gegevens voor aandrijving van een dynamo heb ik niet.

Wat betreft het sneller of langzamer varen met een draaiende of stilstaande schroef of al dan niet een klap/vaanstand schroef:
De rompsnelheid van je boot staat vast, die is ongeveer 2.4 * sqrt LWL
ofwel twee punt vier maal de wortel van je waterlijn lengte.
Over het algemeen kun je stellen dat je boot niet sneller kan dan dat en dat je met windsnelheden tussen 10 en 12 knopen deze snelheid kunt halen Onder alle omstandigheden dat er meer wind staat dan je nodig hebt om de rompsnelheid te halen is je boot snelheid identiek, ongeacht wat je eronder hebt hangen.
Bij alle snelheden minder dan 30% van je rompsnelheid kun je het verschil tussen vaanstand, klap, vaste twee of drieblads ook niet merken omdat het enige weerstand die er is van de schroef de wrijvingsweerstand is en die is bepaald door de bladoppervlakte.
Dus je "winst" is te zoeken bij windsnelheden tussen de 3 en 10-12 knopen Hoeveel winst? meestal om en nabij de 0.1-0.2 knopen, genoemde snelheden van een halve of zelfs hele knoop heb ik nog nooit kunnen vinden en kan theoretisch ook niet verklaard worden. Ook het verschil tussen mee draaien of niet, dat hang ervanaf wat het ontwerp toerental van de schroef is. Wij hebben een laag toerental schroef dat ontworpen is voor een hoog koppel, deze heeft meedraaiend en stilstaand nagenoeg dezelfde weerstand. De meeste jachtschroeven zullen draaiend iets minder weerstand hebben dan stilstaand. Over het algemeen is een tweeblads beter stilstaand vanuit dat oogpunt.

Wat betreft weerstandsverschil tussen meedraaien en stil laten staan, dat is van veel zaken afhankelijk, spoed, bladoppervlakte verhouding, skew maar vooral ook de draaiweerstand van de as. Er is niets zinnigs over te zeggen, er zijn tweebladsschroeven die draaiend meer weerstand hebben dan een draaiende drieblads en andersom. Alles heeft te maken met de vorm parameters van de schroef. Vergelijk het met een zeilboot. Die boot heeft 40m2 zeil en die 44m2 dus die van 44 m2 gaat sneller. Een ieder zal begrijpen dat dit niet alleen van het zeiloppervlak afhangt, maar ook van wl lengte, gewicht, opreichtend vermogen etc.

@Sailbleu:
Ik begrijp wel waarom jouw alternator zo "coggelled". Hij is gemonteerd op een plaat en een plaat mist stijfheid. Het is beter om de alternator dmv een hoekstaal op zijn plaats te houden , maar vooral ook de bout mogelijkheid aan de achterzijde te benutten. Op de foto's lijkt dit niet gedaan te zijn. Met de plaat ophang methode is het aller kleinste beetje speling in een as voldoende om de omschreven beweging te veroorzaken, een plaat is niet instaat om dit te dempen.
Ik durf bijna te garanderen dat een iets gemodificeerde ophanging het hele probleem verhelpt.

Mocht iemand er belang bij hebben, ik heb hier nog een aantal forse gelijkstroom servomotoren (lees rond de 1kw) liggen. Deze kunnen zeer eenvoudig, ook bij lage toerentallen stroom opwekken.
Indien belangstelling - > per PN verder.
Dit soort motoren wordt ook veel als zelfbouw windgenerator gebruikt.

Zit uiteraard geen regelaar bij.

Maar Erik,
als het dan zo weinig uitmaakt, waarom zie je dan zovaak een klapschroef?

Fashion. "Ik heb het dus jij ook".
met weinig wind kun je het verschil wel merken, maar het verschil is nauwelijks meetbaar. op de SW-lijst maakt het bijvoorbeeld maar 0.5% verschil, en op de IRC handicap maar 0.8% dat is met een reden.

Je ziet in de boten wereld heel veel naaperij dat logisch gezien niet verklaard kan worden.
Toen ik nog actief in de kolibri zeilde won ik erg veel en ik had vaak alle lijntjes en blokken net iets anders dan de anderen omdat ik vond dat het beter was. Soms, tijdens de volgende wedstrijdserie zag je dat mensen hun boot hadden aangepast, vaak gaf ik tekst en uitleg bij wat ik deed en waarom, ik wil de concurentie zo dicht mogelijk op mijn hielen, ik wil namelijk werken voor de aoverwinning.
Op een dag bedacht ik een stom lulverhaal, maakte twee lijntjes op de boot die nagenoeg nutteloos waren en ik ging zeilen. Die dag 3 wedstrijden en alle drie eerste plaats. Na afloop van de dag kwamen een aantal collega zeilers kijken wat ik nu weer veranderd had en ik hing dat lulverhaal op. Drie weken later zaten deze nuuteloze trimlijntjes ook op drie andere boten.

Zo ook met de klapschroef, veel boten hebben het en schippers roepen dat ze wel een halve of hele knoop harder kunnen nu. Dus als een andere schipper voor 500 euro een dergelijke schroef kan monteren doen ze dat zonder er verder bij na te denken. Tuurlijk, het maakt een klein beetje verschil, maar het is verwaarloosbaar.