Onderwerp: Ideeën voor coöp development hydrogenerator?

klopt maar is dat een probleem?

ik heb een reductie van 16.5 : 1 in 2 stappen (3:1 en 5.5:1) om van 26280 toeren op de motor naar 1593 toeren op de schroefas te gaan.

2 maal de 5.5:1 levert 30.25:1 op oftewel 867 toeren

die 5.5:1 reductie is overigens afkomstig van een chinese pit bike en zit op het motorblok.
en bevat het tandwiel met de ketting naar het achterwiel.

op het deel van de koppeling staat de motor. het asje waar het tandwiel normaal op zit staat d.m.v. een bus op de aandrijfas naar de koppeling van het donor staartstuk.

door er 2 te nemen zit je op totaal 30.25:1 oftewel 867 toeren op de schroefas.

nu draai ik met een 40 v motor...

met een 11 volt motor / 730 toeren per volt zit je met 1x vertraging van 5.5 op 1460 toeren en met 2 maal op 265 toeren.

die 265 toeren is helemaal niet onrealistisch als het om stand-alone gaat.

met 1 vertraging van 5.5 kom je nog mooi weg ook als je de motor die er voor staat gebruikt en kan de hele handel in vaste opstelling geplaatst worden

Hoeft niet perse een probleem te zijn, die hoge rpms, als je een efficiente versnelling hebt.
Brengt alleen wat extra complexiteit en iets meer weerstand.
Als er goede krachtige magneten in het motortje zitten, dan kun je er een eind mee komen. Er zit alleen niet zo veel koperdraad in (meer lengte levert meer spanning en ook meer vermogen)
Jammer dat die Rus het aantal rpm niet heeft gemeten, dan hadden we een stuk meer geweten!

Spanning is niet een groot probleem hoor, die kan makkelijk worden geboost!
stel dat het ding 'net aan' draait en 1V bij 50A levert, dat is dan al 50W (het minimaal vermogen dat we van een hydrogenerator verwachten en het door Mephisto gebruikte motortje is bereid 5000W op te nemen!). Met een simpel boostertje maak je daar vlot 14V 3A van om de accu te laden.
Het afgeven vermogen is veel meer afhankelijk van het koppel dat het motortje vraagt om er 10A uit te halen.

Ad scriptum: boosten met een rendement van 95% is heel normaal. 'Versnellen' met een rendement van 95% is een hels karwij!
P

Peper schreef :
Ja, ik weet het, boosten...
Maar kan dat al efficient va 1V?
En 50A bij 1V uit die dunne draadjes? Onmogelijk is het niet, maar klinkt wel een beetje onnatuurlijk, zal veel warmte ontwikkelen. Vandaar mijn opmerking meer te willen weten.
Meten is weten. Heeft iemand zin om zo'n ding te bestellen?

captain koek schreef :
die motor die hij gebruikt draait 9000 toeren volgens de specs en zit 1:1 op de Turnigy T20

9000 maximaal? dus hij draait tijdens de test waarschijnlijk 4000 tot 8000rpm?

In de zelfbouw windgeneratoren worden dikwijls Ametek motoren gebruikt. Uiteraard met borstels maar mechanisch van zeer goede kwaliteit . Beetje Rolls royce kwaliteit. Sommige van die motoren ( Ik gebruik er een in mijn windgenerator ) leveren goed bij weinig toeren.
Ook motoren van loopband ( Huis jogging ) zijn goed geschikt.
Die hobby motortjes hebben wisselwaar zeer sterke magneten, zijn borstelloos en modern maar het blijft speelgoed dat snel aan z´n eind is. In mijn stuurautomaat ( een stokoude Autohelm 2000 helmstok ) gaf het speelgoedmotortje het na 10 jaar ook op. Heb er nu een dure motor in ( Met gouden contacten oh, lala. ) Op een boot is de beste kwaliteit nog niet goed genoeg.

captain koek schreef :
Ja, maar vraagt dan wel een externe stuurspanning van een volt of 10 om een FET lekker open te sturen naar een Rdson van 0,01 Ohm.

Die draadjes zijn dan echt niet meer dun!

Wat te bestellen? Dat motortje? 'Hold your horses' tot na het weekeinde, Sunday heeft 'stoute' (als in dappere) plannen.
Een booster? Ik heb er nog 3 liggen van 9V naar 32V voor 150W bij 96% efficiëntie. Mephisto heeft bij mijn weten er een bak vol van.
Captain koek; je bent heel eager! Daar houd ik van! Voor nu rest je niet anders dan even af te wachten tot na het weekeinde.
Of je over dit probleem te buigen:
Een MinnKota is een 'brushed' motor met permanente magneten. Als die door de stroming wordt aangedreven zal die meteen een spanning leveren die waarschijnlijk onder de nominale spanning ligt. Pas als je er met een 'rotvaart' mee door het water gaat, zal het ding een spanning leveren die boven de nominale spanning van 12V uitkomt zodat je er een accu een beetje mee kunt laden...
Nu wil ik de controller (die -heel smerig- uit een dikke regelbare serieweerstand schijnt te bestaan) met een Schottky overbruggen, zodat bij levering vanuit de motor de stroom meteen de accu in kan. Alleen dat gaat pas gebeuren als je heel hard vaart... Hoe denk jij dit op te lossen?
Ik wil iemand hebben om te 'sparren'...
Groeten, Peper.

Peper schreef :
Nog even gezocht naar opties om te ontkoppelen;
- een magneetkoppeling zoals de airco in auto's verbruikt meer dan 40 watt, geen optie
- mechanische koppelingsplaat zoals bij een motor; lastig aan te passen en complex

Vanuit dit principe kwam ik op een vrijdraaiend tandwiel op de as van de generator welke dmv de schijfrem / trommel gekoppeld kan worden met de as. Wanneer gekoppeld zal de overbrenging van schroefas naar generator actief zijn, als de rem (feitelijk de koppeling) niet is geactiveerd zal er geen overbrenging van de schroefas naar de generator zijn.

- remtrommel (zoals op brommer of fiets) - lijkt haalbaar
- Schijfrem (zoals op een ATB) - lijkt haalbaar

Voor het gemak van het ontwerp en montage zou je de koppeling op de generator zetten. Om montage zo makkelijk mogelijk te maken zou een ketting beter zijn, dmv een koppelstukje kun je dan de ketting aan elkaar zetten en is het niet nodig de as te demonteren, om die reden zou het as-tandwiel uit 2 helften gemaakt kunnen worden die je zonder gedoe op de as kan monteren.

Bediening van de koppeling kan dmv een mechanische hendel / draaiknop, wellicht met een ouderwetse bbm bediening..?

Leuk draadje dit!

Volgens mij nog niet aan de orde gekomen: dient de schroef van zo'n hydrogenerator (net zoals een PV paneel via haar MPPT regelaar) automatisch op een optimaal werkpunt gehouden te worden?

Voorbeeld: als ik (zeilend) met de hand m'n meedraaiende schroefas stil zet geeft dat enige warmteontwikkeling (=geleverde arbeid). Op het moment dat de as+schroef stilstaat geeft het veel minder warmteontwikkeling om deze as dusdanig af te blijven remmem zodat deze nog maar langzaam meedraait.

Omgekeerd: bij hoeveel "slip" van de schroef is het onttrokken vermogen aan het langsstromende water maximaal? Verschilt dit per voor verschillende vaarsnelheden?

Stel je boot vaart 6 kn. Je kunt zoveel koppel onttrekken zodat de schroef nog maar langzaam draait (P1=Torque1*RPM1).
Je kunt ook minder koppel onttrekken, waardoor de schroef minder slip heeft en het gehele systeem op een hoger toerental draait. Je onttrekt dan (P2=Torque2*RPM2)

Hoe kunnen we er nu achterkomen waar het optimum ligt? Zou een gekoppelde generator electrisch ingesteld kunnen worden op een maximale Px? Wellicht kan zo'n methode een maximale opbrengst genereren bij een varierende vaarsnelheid.

Zouden de formules in Gerr's propeller handbook daarvoor omgedraaid kunnen worden?

NB: zoals spanning en stroom zich bij een PV paneel gedragen, is er bij een hydrogenerator volgens mij een relatie tussen toerental(=spanning) en koppel(=stroom)

PS: Dient het ontwerp niet daar te beginnen, om dan in een volgende stap te bepalen hoe dat koppel te onttrekken door de reductie, generator en haar belasting?

captain koek schreef : klopt en klopt ook tov. de Turnigy

Die nitro motor is 2 PK oftewel 1.5 Kw/9000 toeren

die turnigy is 5 Kw/27000 toeren

4*1.5 = 6 Kw
27000/4 = 6750

daarbij levert de turnigy rond de 12 volt in het filmpje wat wederom klopt tov de specs.

@peper, heb er nog wel een paar liggen van die boostertjes ja. laat maar weten dan zorg ik dat ze bij je komen

fer2nand schreef :
Als je het kettingwiel een mm over de as kan laten schuiven (wel mooi strak met een bus over de as vastzetten) en het kettingwiel dan tegen een soort van koppelingsplaat (van een bromfiets bv die dan wel vast op de as meedraait) laat drukken met een veer, dan heb je een mooie koppeling. Ontkoppelen: bowdenkabeltje aantrekken, aankoppelen: bowdenkabeltje loslaten.
Het mis-alignment kan de ketting makkelijk opvangen (zoals bij een derailleur).

Maar jij had toch een bbm?
Groeten, Peper.

[quote=

Nu wil ik de controller (die -heel smerig- uit een dikke regelbare serieweerstand schijnt te bestaan) met een Schottky overbruggen, .[/quote]

Een schottky is wat ik ook gebruik, maar vergeet niet dat die 0,7 Volt pakt. Kan ook iets minder zijn, toch is wat de schottky pakt erg veel t.o.v. de 12,5 – 15 volt range.
Bovendien zul je moeten rekening houden met een eventueel zonne paneel ( wie heeft dat nu niet ) dat de accu spanning gelijk erg hoog laat lijken. Je moet dus rekenen met een laadspanning van 14,3 volt + 0,7 ( diode ) = 15 volt minimum vóór de hydro gaat leveren.

Mocht er een beter systeem zijn dan een schottky diode win je gelijk veel.

die is er, dit kan je met mosfets doen

zie rs20.mine.nu/w/2013/02/using-m...polarity-protection/

OldBawley schreef :
Een schottky is wat ik ook gebruik, maar vergeet niet dat die 0,7 Volt pakt. Kan ook iets minder zijn, toch is wat de schottky pakt erg veel t.o.v. de 12,5 – 15 volt range.
Bovendien zul je moeten rekening houden met een eventueel zonne paneel ( wie heeft dat nu niet ) dat de accu spanning gelijk erg hoog laat lijken. Je moet dus rekenen met een laadspanning van 14,3 volt + 0,7 ( diode ) = 15 volt minimum vóór de hydro gaat leveren.

Mocht er een beter systeem zijn dan een schottky diode win je gelijk veel.[/quote]

Datasheet 5A Schottky:


single puls If=1900A (nou probeer dat maar eens uit je hydrogenerator te krijgen!)
Ufwd @ 5A 0,51V (da's beduidend minder dan 0,7V, relatief gezien dan.)

@Nachtvlinder: volgens mij is slip te allen tijde inefficiënt en wil je dat tot een minimum beperken, bij een gesleepte schroef tot max 10%, gok ik. Vooralsnog heel veel gokken en ruwe aannames. Als we wat beter inzicht hadden in de relaties dan zijn we een stuk verder.
Een vraag die mij bezig houdt is of een in water gesleepte schroef ook tegen een zgn Betz limiet aanloopt van 40% rendement, zoals een windmolen.

@Peper: vwb de shottky en serieweerstand: als je de motor op vol vermogen zet is de serieweerstand 0 en kun je dus ook gewoon "vol gas" laden. Toch...?
Vwb de relatie tussen rpm en P van een gesleepte Minn Kota, daarnaar ben ik heel benieuwd. Heb echt geen idee hoe een "vermogensdiagrammetje" eruit zal zien. Vandaar mijn behoefte aan experimentele data/empirische gegevens

Nachtvlinder schreef :
Hoe ziet die formule eruit? hint hint

Een idee voor een (lastig eigenbouw) hydrogenerator.

Uit de losse hand getekend, er zitten een paar teken foutjes in, maar dat mag geen probleem leveren voor het begrijpen.

Rood is bewegend, blauw is stilstaand. Bevestigd met drie steunen, hier maar één getekend.
Het draaiend deel is links het inwendige en rechts het uitwendige.
De buitenring in venturivorm om wat zuigkracht achteraan op te wekken.

De spoelen hebben geen weekijzer kernmateriaal, dus geen "kleven" Net voor er genoeg koppel is om te draaien.
Wanneer de spoel tussen twee magneten zit is dit verschijnsel er niet.
Aanlopen dus bij zeer lage snelheid.
Een aantal schoepen achter elkaar met ertussen stilstaande keerschoepen om de diameter klein te houden.
Deze schoepen niet exact in dezelfde lijn en aantal om harmonische trillingen te vermjden.

Inwendig een aantal magneet ringen waartussen telkens een schijf met spoelen.
Hoe langer hoe meer draadlengete en poolparen mogelijk er mogelijk zijn.

Toerental zal een bovengrens hebben die met de vaar snelheid samenhangt. Dus ook een maximale spanning, van zeg, 80V.
Die voer je via schotkey diodes toe aan een MPPT regelaar zoals de Victron 100/15.

Er zal (bij juiste dimensionering) al bij lage snelheid genoeg spanning zijn om iets laadstroom te hebben, terwijl bij hogere snelheid de generator spanning niet boven de maximale ingang spanning van de MPPT komt.
Die MPPT kan dus gewoon de "kraan" dicht draaien zonder dat er een extreem hoog toerental kan ontstaan zoals bij wind generatoren zou kunnen gebeuren.

Met drijflichaam en ballast zou het ook als sleep generator kunnen werken, met het elektrodeel aan boord.

Wat mankeert er aan dit idee, afgezien van de lastige zelfbouw.

Mephisto schreef :
Ik kan de link wel lezen, begrijp echter niet veel.
Ben een mechanieker, vaar een low tech bootje.
Heb een windgenerator gebouwd voor lage windsnelheden. Gebruik een Ametek motor,een schottky diode, geen regelaar. Ik regel zelf, die grote windgenerator is slechts voor Bulk laden.
De generator/ motor het juiste toerental doen draaien om bij zwakkere wind reeds 13, 7 Volt te laten leveren heb ik bereikt door het aanpassen van de wiek ( Tweeblad diameter 1,7 m )
Men ankert echter altijd op beschutte stekjes, veel procent van de wind is net te zwak om 13,7 volt te halen, mocht de diode vervallen zou geladen worden bij 13 Volt. Een gigantische winst.
Heb geen toerenteller, maar de toeren benodigd voor 13,7 zijn procentueel veel hoger dan de toeren om 13,0 Volt te leveren.
Dat zal met die hydrogen hetzelfde zijn.

Mijn vraag; hoe en welke en waar kopen mofsets voor mijn systeem ? Bij 10 A leg ik de molen stil, dan waait het hard genoeg om de andere ( fabrieks ) molen te laten leveren.

@Nachtvlinder:
Een regelaar die rekening houdt met het Maximum Power (of Torque) Point van de schroef is het mooist. Dat is echter veel lastiger dan bij een stroombron zoals een zonnepaneel. De schroef zou zich dan als een 'constante koppelbron' moeten gedragen en dat is niet het geval. Na het MPP van een zonnepaneel blijft de stroom bijna gelijk en daalt alleen de spanning als functie van de belasting.

Een schroef heeft een variërend toerental en een variërend koppel afhankelijk van de snelheid door het water. Kijk ook maar eens naar de koppel/toerental/slip grafieken in dit draadje. Als we het zover krijgen dat we de uitgangsspanning constant kunnen houden en dat alleen de stroom varieert met de snelheid, zijn we aan het maximale wat er zo'n beetje uit is te halen. Tenzij er iemand me een truc komt om deze uitdaging aan te pakken.

Groeten, Peper.

Peper,
Schottkey diodes hebben toch een veel geringere spanningval dan normale diodes?

In de gelijkrichter na mijn AirX heb ik zwaar overbemeten schottkeys, 50A meen ik.
Bij de hier heersende windsnelheid kom in zelden boven de 10A en meet dan een spanningval van zo´n 0,3V.

Ik meen hoe korter je onder de toegestane Amperes komt hoe hoger de spanningval.

Zie ik hier iets over ´t hoofd?

@OldBawley:
De IRF4905 is een leuke MOSFET voor jouw doel.



Denk erom dat de molen dan nooit onbelast mag zijn! Boven de 55V ploft het ding eruit. Ik zou er rekening mee houden dat die 55V wel kan worden gehaald. Als beveiliging zou je een 50V suppressor diode over de generator kunnen zetten, die trekt dan meteen iets van 40A als de molen de 52V haalt. Door die hoge stroom stort de spanning dan meteen in.
Groeten, Peper.

@Saeftinghe: leuk concept!

Ik geloof dat ik wat van generatoren, rpms, spanning en vermogen begin te begrijpen

Deze uitleg was voor mij verhelderend.

electronics.stackexchange.com/...-voltage-and-current

@Saeftinghe:
Ik had je 'onderwaterturbine' nog niet opgemerkt.
Geen dynamostaal om het 'kleven' tegen te gaan... Gesproken als een echte 'windmolenaar'! Windturbines hebben een slecht/laag aanloopkoppel, waterturbines niet! Je mag dus best dynamostaal gebruiken om het magneetveld te concentreren. Bij een 3 fase systeem ontstaat ook minder 'kleven'.
Afdichting voor water zal je grootste probleem worden. Iets waarbij je met een aan een torsielijn gesleepte 'emmer met worm' geen last van hebt.
Groeten, Peper.

Peper schreef :
Dank.
Ik bestel en de volgende bezoeker uit Nederland of Duitsland brengt het dingetje dan wel mee. ( Hier in Griekenland kun je zoiets vergeten )
Tijdens een onverwacht onweer heb ik de molen eens 17 Volt en meer als 10 A zien leveren. ( mijn in lijn gebouwde analoge ampèremeter is max. 10 A, dan nog minder correct 20 A maar de naald van de meter stond tegen de aanslag.
Ik rende naar buiten na het aantrekken van zeilkleding, draaide de molen uit de wind maar het onheil was reeds gehageld. Lucifersgrote splinters uit de wiekvleugel.
Die tweewiek draait dan onvoorstelbare snelheid, zelfs normale hagel is te veel ondanks zes lagen kwaliteitslak.

Overigens, ik zou nooit een hydrogenerator gebruiken, heb jarenlang zo´n antiek koperen Walker sleeplog achter de boot aangehad, weet hoeveel weerstand zelfs die kleine vin had.
Ons bootje is door mijn voorganger ( als bootconservator ) ondertuigd, vaart bij minder dan 3BF net op het randje van zijn kunnen. Helaas is in de Med minder dan 3BF zo ongeveer 80% van de tijd het geval. Dus een hydrogenerator zou de boot stilleggen, bij meer dan 3 BF levert onze fabrieks wind generator voldoende.
Ben wel heel erg geïnteresseerd, alles wat voor die hydrogen geld kan prima gebruikt worden voor een windgen.