Onderwerp: Ideeën voor coöp development hydrogenerator?

De IRF4905 kan 70A aan. Dat ding lacht om die 20A! Een spanning van 17V heeft het ding ook geen last van. Echter; als het ding belast (en 20A is echt belast) in staat is 17V te leveren dan is dat een vermogen van 340W. Even terugrekenen naar 1A dan heeft het ding de mogelijkheid om 340V op te wekken... Dan vertrekt de 55V MOSFET onmiddellijk 'naar gene zijde'.
Alleen 1 wieks turbines (MBB maakt ze) draaien nog sneller dan 2 wieks. De krachten worden dan zo groot, dat ze uit elkaar worden getrokken. Ik heb diep respect voor die propellorsnijders (propcarvers) uit de eerste wereldoorlog. Dat die niet na een paar keer helemaal uit elkaar zijn gevlogen, verbaast me 100 jaar later nog.

Je vergelijkt een moderne hydrogenerator met een antiek koperen sleeplog. De tijd is verder gegaan en stel je voor dat je het sleeplog mocht namaken van titanium. Zou het dan nog zoveel energie opnemen en verspillen? Ik denk van niet! Dit is een coöperatief development draadje. Je kunt er als het heel gunstig uitpakt gewoon op terugvallen!
Groeten, Peper.

Oeh, ik krijg een brainwave (maar misschien is het ook wel een brainfart... ). Een ruitenwissermotor neemt ongeveer 5A op bij 12V. Dat wil zeggen dat de wikkelingen ook in staat zijn 5A te verdragen. Het ding heeft een enorme 'vertragingsbak' en er is een behoorlijk koppel nodig om het ding te laten draaien.
5 x 12 = 60W en als het ding sneller draait zal dat ook wel worden geleverd. Zo'n motortje zal wel niet de hoofdprijs kosten, zeker niet 2e hands. Dit is een mooi, goedkoop ding om via een ketting op de schroefas te koppelen en te zien wat het oplevert als het aan een MPPT regelaar wordt toegevoerd. Zit er iemand verlegen om een projectje?
Het kan ook aan een torsielijn worden gehangen om een sleepschroef te testen...
Groeten, Peper.

Een Spaanse sleep generator, "Procodac": www.etsin.upm.es/sfs/E.T.S.I.%...AC%20r1.1_100513.pdf

Hier op eBay leverancier die generatortjes levert vanaf 300watt met kettingwiel erop: www.ebay.nl/ulk/itm/161913099775

Hier een bedrijfje die motortje maakt met verbrui van 300watt www.bluerobotics.com/store/thrusters/t200-thruster

Sunday, die motortjes moeten helaas ook erg veel toeren maken voordat ze redelijk vermogen opwekken. Denk dat ze daarom helaas niet praktisch en efficiënt zijn.

Heb wel 2 nuttige info bronnen gevonden over vermogen genereren met een schroef:

www.heliciel.com/en/helice/tur...20bulbe%20kaplan.htm

www.plaisance-pratique.com/IMG...Drag10_sdarticle.pdf

60% rendement blijkt toch wel het maximum te zijn (energie uit langsstromende water/energie omgezet in beweging op schroefas)

Sunday schreef :
@buurman Sunday en andere topic volgers:
De Thruster kan een surfplank aandrijven, maar als aandrijving houdt het dan op. Het geheel omkeren in functie is mogelijk, maar ik verwacht dat er dan maximaal 50W terug komt uit een 300W model.
De technische beschrijving is erg goed en eenvoudig.
Uit de specificaties komt naar voren:
Inrunner 3 fase motortje met permanente magneten, laag toerental (350 rpm), maximum spanning 16V bij motor functie, komt neer op ongeveer 20A stroom door de wikkelingen in de motor.
Belangrijk is dat er op geen enkele wijze een koppelingsverlies is tussen schroef en motor. Er is geen reductie- of versnellingsbak.
Opmerkelijk is ook dat de schroef op een 3D printer wordt gemaakt en daarmee makkelijk zou kunnen worden aangepast op de generatorfunctie door de spoed en de schroefblad profielen in het design aan te passen en de nieuwe schroef uit te 'printen'.

Alternatieve 2e functie:
Als low power 'haven aandrijving' is dit ding niet geschikt (ja, voor een Schakel of een optimist of een Tinker Tramp wel).
Het ding is gemaakt voor het sturen van ROV's en men probeert het nu te vermarkten als 'kleine watersport aandrijving'. Het zou wel de functie van een boegschroef over kunnen nemen bij een lichte boot zoals een 18 voet catamaran. Twee van deze aandrijvingen leveren het equivalent van een 1,5pk bbm met een verbrandingsmotor, bij plaatsing van deze aandrijving op de boeg en op het hek, is er wel een 'haven aandrijving' voor een zwaardere boot mogelijk (geschat tot 1000kg waterverplaatsing) waarbij individuele besturing en controle over de thrust het mogelijk maakt de boot om de eigen as te laten draaien en zijwaarts 'in te parkeren'. (nou, dat vind ik toch wel een dingetje... Op het Rhederlaag lag de catamaran motorboot 'Johanna' die 3 Torqeedo Cruise R4 ebbm's gebruikte voor alleen de sturing! Voor de aandrijving werd er een Honda 70pk gebruikt.)
Tijdens het varen kunnen deze thrusters dan ook weer dienst doen als generators voor de service accu. Dan is er wel een zeer multifunctioneel geheel ontstaan. Ik wordt almaar enthousiaster voor deze thrusters!

De thruster kan de 'bbm montage' hebben en ook met een triangel worden gesleept (speciaal voor 'spitsgatters' uit Denemarken zoals de Marsvin en de LM's) .
Opbrengstvoorspelling: (nu wordt het tricky!)
50W bij 4knts voor het ongewijzigde 300W model.
100W - 150W bij 4knts voor het 300W model met aangepaste schroef in dezelfde schroeftunnel, straalbuis of shroud.
Tot 250W bij 4knts bij volledig redesign van de schroef en de schroeftunnel.
Ik verwacht dat de afremming van de 'sleepboot' gelijk blijft voor de 50 tot 150W uitvoering, omdat het 'aanstroom profiel' hetzelfde is. Bij een geheel redesign van de schroef en de straalbuis verandert het aanstroomprofiel en zal de remming dus ook veranderen.

Heel erg voorzichtige conclusie:
Dit systeem zou het 'onderste' (en meest gevraagde) vermogenssegment (tot 200W) kunnen invullen.
Dit systeem is ongeschikt als 'havenaandrijving' tenzij waterverplaatsing <800kg.
Dit systeem is geschikt als 'manoeuvreeraandrijving' (indien als een bbm aan de boot bevestigd) of boegschroef (indien aan de boeg bevestigd).
Zou je er 2 of 4 bij een lichte multi-hull inzetten, dan zouden zij:
100 tot 200W kunnen opwekken, 'havenaandrijving', 'manoeuvreeraandrijving' en elektrische 'hoofdaandrijving' (equivalent van 3 tot 4 pk verbrandingsmotor) kunnen vormen. (er was iemand die stelde dat hij dan "de diesel eruit zou gooien"... altijd oppassen met wat je beweert! of zoals mijn Zwitserse bazin beweerde: "Traumen Sie vorsichtig, es könnte die Wirklichkeit werden!")
Dit is iets voor de 'schroefasgenerator' enthousiasten, klein verlies door de ketting overbrenging en een behoorlijke opbrengst. Wie ontwikkelt er een mooie koppeling om het ding af en aan te kunnen koppelen? Met een handige koppeling zouden we dan voor de schroefasgenerator aan het eind van dit draadje zijn gekomen en rest ons alleen nog de praktische uitvoering en implementatie.

"Peper en de saildrives dan?" Tja, daar heb ik geen oplossing voor... of het moet een sleepgenerator zijn. Is er iemand die de handschoen opneemt van deze uitdaging?

It Paradyske zoekt naar een vermogensopname regeling om de afremming te beperken.
Dat is een uitdaging... als je iets door het water sleept, boot, kiel, schroef, roer, drijfanker, frisbee of puts aan een touwtje, is er afremming. Die afremming is groter naarmate er ook nog vermogen uit wordt betrokken. De afremming door vermogensonttrekking is in de meeste gevallen kleiner dan de afremming door de 'vermogensonttrekker'. Dit hangt af van het rendement van de turbine die door het water wordt bewogen.
Een 50W bij 4knts hydrogenerator remt de boot in het gunstigste geval voor 100W af (50% rendement). Indien ik geen energie onttrek aan de generator remt deze de boot nog steeds voor 50W af. Indien ik geen energie aan de generator onttrek en de generator uit het water haal, remt deze de boot voor 0W af (Nou ja nul, door het aan boord hebben van de generator ligt de boot iets dieper en remt dan iets meer af. het wordt pas echt nul als je de generator overboord gooit en het wordt nog beter als je zelf ook overboord gaat).
Vermogensopname regeling 'met een knopje' als regeling voor de afremming is weinig zinvol en heeft in het gunstigste geval voor 50% effect op de afremming maar 10% effect is een reëlere inschatting.
Bbm-vaarders worden hier het sterkst mee geconfronteerd, zij halen als het maar even kan de bbm op. In eerste instantie zal dit de afremmingsregeling worden. Accu's vol? koppel de schroefasgenerator af, haal de hydrogenerator boven water. (en de boot spuit meteen vooruit! )
Wat rest is een 'zijn de accu's soms vol? signalering'. Dit is betrekkelijk eenvoudig te doen door een maximale laadspanning signalering te maken. Voor 12,6V loodzwavelzuur accu's is dat 14,1V-14,4V en voor 12,8V LiFePO4 cellen is dat 14,4V-14,8V. Indien de maximale laadspanning wordt bereikt zal:
Een dumpload worden ingeschakeld (dat is smerig! )
Een lier worden ingeschakeld om de generator uit het water te trekken./De schroefas generator worden afgekoppeld.
Een signaallampje gaan branden ter indicatie dat de hydro-opwekking moet worden uitgeschakeld.
Een sirene gaan loeien om je te stimuleren deze handelingen zelf te ondernemen.
Kies maar.

M'n post is weer lang genoeg zo... Als Albert ze leest, hebben we vanavond misschien geen IJsselland-verhaal. Dat wil ik echt niet op m'n geweten hebben!
Groeten, Peper.

@ captain koek

De eerste info bron ziet er veel belovend uit.
De tweede bron is al eens eerder getoond in het draadje "Schroef als generator" in juli 2015. Het is het artikel "Sailboat propeller drag" van de Universiteit van Strathclyde. Een prima verhaal over stuwkracht en weerstand van zowel draaiende schroeven als stilstaande. Het geeft aan dat er een duidelijke relatie bij het slepen is tussen het opgelegde koppel ( aswrijving etc.) en de weerstand. Niet direct welk vermogen de gesleepte schroef kan leveren.

Jan

Oei, was alweer vergeten dat die al gepost was.

Nog een leuke:
www.google.nl/url?sa=t&rct=j&q...8ofvZwfqX0M4FH_F3cTw

Peper schreef :
Hmm, ik lees op de site

M100 Motor Specifications
Specification Table
Performance
RPM/V (Kv rating) 540 RPM/volt

Vind ik toch vrij hoog.

Nu even op de rest van je post broeden, voordat ik meer schrijf

captain koek schreef :
Ja dat zijn de natuurlijk de logische vragen, echter zijn daar geen gegevens over (nog niet).
De enige informatie die ze geven is het aantal toeren per volt.
Zo is deze:
www.hobbyking.com/hobbyking/st...lti_Rotor_Motor.html
36 polige 3 fase motor/generator
90kV, dat is geen kilovolt, maar het aantal omwentelingen van de motor per volt. In dit voorbeeld dus 90 omw. per aangeboden volt.
Dit is overigens wel de laagste die ik kan vinden, en lijkt dus eigenlijk het meest geschikt.
het aangegeven vermogen is natuurlijk voor korte dus en met rij of vlieg windkoeling. Als wij nu uitgaan van 10% van het aangegeven maximum, dan lijkt me dat thermisch beheersbaar. die 10% is altijd nog 120 watt. Oké, maak het 5%, blijft het toch nog 60 Watt. Met 4-5 Ampere op 12 volt ben ik al dik tevreden. (met minder ook al)

Ik denk dat de een dergelijke open outrunner minder rompslomp met zich mee brengt dan een water gekoeld type met pompje etc.

Ik weet niet of ik het zo mag benaderen?

Bij utopische 120 watt output bij 3 fasen is dat 40 watt per fase.
12 polen per fase is dus 40/12 = 3,3 watt per pool.

Zou toch haalbaar moeten zijn zonder oververhitteng.

zomaar een gedachte.....

bij 3 fase moet je met wortel 3 rekenen vanwege de sinuspatroontjes.

dan kom je op 120W/1.732=69W per fase

Verder lijkt het me een mooi motortje

Allemaal druk geweest het weekend?

Hier een leuke presentatie over "Wind lens" maar ook over "Water lens".
Een ducted propellor wordt hier uitgewerkt
Kijk op pagina 40 voor de hydrogenerator: www.riam.kyushu-u.ac.jp/winden...nd_Lens_20140601.pdf
Daar staat dit:

Hier nog wat praktijkervaring met schroefasdynamo's. Het gebruik van een 24V dynamo met een 12V regelaar schijnt het benodigde toerental flink te verlagen.


www.panoramixopzee.nl/projecten.html#Autopilot

Buurman Sunday:
Twee heel interessante dingen heb je 'uitgevogeld':
Een 3-blads schroef kan kennelijk 4 lambda aan omtreksnelheid halen (bij een windturbine is dat meestal maar 3 lambda). Dit is gunstig, want dat betekent dat een waterschroef in verhouding sneller 'loopt' t.o.v. een luchtschroef. Dat is dan weer gunstig voor het astoerental, wat 4 maal hoger is dan uit de snelheid van het langsstromende water is af te leiden.

Een straalbuis/duct verdubbelt het vermogen dat uit het water kan worden gehaald (en dus ook de afremming). Dit is op te maken uit het grafiekje in jouw post. De thruster uit jouw post maakt daarmee een goede kans om voldoende energie op te wekken, zeker met een voor opwekking aangepaste schroef.

@Zeilzin:
Dat komt doordat een 24V dynamo meer wikkelingen telt dan een 12V dynamo. Naast een verlaging van het benodigde toerental is er ook een verlaging van de te leveren stroomsterkte en daalt het vermogen tot een kwart van het nominaal vermogen van de dynamo. Dat laatste hoeft geen probleem te zijn aangezien dynamo's al snel 500W kunnen leveren en met de uiteindelijke 125W wordt een groot deel van de behoefte gedekt. Het is een weinig effectieve regeling, maar wel eenvoudig en met makkelijk te verkrijgen onderdelen.

Groeten, Peper.

Hier ook 2 heel interesante documentje.

Waarschuwing: veel wiskunde, alleen voor geeks en freaks

www.marinepropulsors.com/proceedings/2013/5A.2.pdf

www.wpi.edu/Pubs/E-project/Ava...or_-_Final_Draft.pdf

@Zeilzin: leuke site. Staat volgens mij wel een foutje in. De schroef is mi 16x13

@Sunday: zo'n straalbuis is zeker iets om goed naar te kijken. Ik heb diverse onderzoeken gelezen die bevestigen dat het prop rendement omhoog gaat bij gebruik van een straalbuis, maar dat is bij stationaire installaties en alleen gekeken naar prop rendement. Ben heel benieuwd naar het rendement van de gesleepte installatie (als in vermogens opgenomen door sleep/propeller gegenereerd vermogen.

Die "water lens" is voor dit doel ongeschikt. Het is voor satische opstelling en is een trucje om het de dP over de turbine te vergroten. Als je 'm sleept kun je net zo goed een puts overboord gooien

Over die schroefasgenerator, waarom gebruikt "men" geen "wrap spring clutch". Thomson linear maakt ze keurig in NEMA formaat. Je kunt ze als particulier gewoon bestellen bij de Nederlandse inporteur.

boarderbas schreef :
Maar is niet elke vorm van shroud of duct een trucje om de delta P te verhogen? Of het ding sterk afremt hangt af de 'sterkte van de lens'. Ik weet dat buurman Sunday inmiddels bezig is met gymnastiek voor zijn grijze cellen om dit uit te vogelen... (we vogelen wat af! Bemerke, es ist nicht ähnlich an vögeln auf Deutsch!)

Heb je een URL? Dit is beslist interessant!
Groeten, Peper.

Ik heb even in de literatuur gekeken naar tip speed ratio (labda) voor kleine hydro-generatoren. Die ligt (gelukkig voor ons) nog iets hoger: meestal rond de 5.
Belangrijk is de optimale angle of attack (lift veroorzakende hoek of ruw vergeleken met de bekende prop slip: inverse slip). Die wil je op 3 tot 5 graden voor een efficiente schroef, 10 graden voor een schroef die aardig koppel levert en 30 graden is ongeveer het maximum, want dan krijg je veel turbulentie en kan de schroef gaan stallen.

Ik kan deze uitkomsten alleen niet rijmen met de documenten van Go West, waar het maximale vermogen wordt geleverd bij 70% slip.
Mischien dat dat wordt veroorzaakt door de omgekeerde cup van de schroef...

Nog even terug naar het Minn Kota idee, als je daar nou een 20 inch (50,8cm) vliegtuigpropeller op zou zetten?



Ik kan het zo snel even niet vinden, maar ik was ergens op een Amerikaans forum een draadje tegengekomen waar ze met modelvliegtuig propellers experimenteerden op Minn Kota motortjes als voortstuwing. Schijnt het rendement van die motortjes te verbeteren. (iets hogere snelheid bij een lager stroomverbruik)
Dus misschien ook een beter rendement als generator? Het propellertje op de foto is een 20¨x 10¨ kost iets van 3 tientjes en is een carbon propeller.

Martijn

Deze schroef draait vanwege de grote spoed vrij langzaam. Op een 12V Minn Kota gaat het ca 5V leveren dus moet je boosten. Verder denk ik dat het wel kan.
De tip snelheid is uit te rekenen door de diameter met Pi en het aantal toeren te vermenigvuldigen. Het aantal toeren kun je inschatten door de vaarsnelheid (m/s) te delen door de pitch (in m, is in dit geval 0,25) en te corrigeren voor ca 10% slip.
Nu weet je de principes, invullen moet je even zelf doen, of tot vanavond wachten
De tipsnelheid/vaarsnelheid wil je idealiter tussen de 3 en 6 houden of tussen 3 en pak 'm beet 10.

Wat als je er 2 opzet met 90o verdraaiing? Neemt dan de slip af? Draait het dan sneller? krijg ik dan meer vermogen?

"of tot vanavond wachten..." wat een cliffhanger!

@captain koek. , max vermogen en slip

In de koppel-toerengrafiek van de gesleepte schroef wordt het vermogen uitgerekend bij max koppel. Als je het uitrekent bij andere toeren kun je het maximum vermogen vinden. Bij ongeveer 11,2 toeren wordt het max vermogen geleverd , in dit voorbeeld, dus inderdaad bij een veel lagere slip. Het gaat inderdaad om de optimale aanstroomhoek op het blad onder invloed van de inkomende waterstroom, het toerental , de diameter en spoed . De krachten op het schroefblad worden ontbonden in een kracht loodrecht de as, die met de arm het koppel levert. De ontbonden kracht in de asrichting is de weerstand.
Jan

@Peper, bij meer rotorbladen verwacht ik meer koppel, maar ook wat toenemende wrijvingsweerstand en (daardoor per saldo) iets afnemende slip en een paar % meer vermogen. Tenzij je in het (te) lage toerenbereik zit, dan is de vermogenswinst groter
Bij het toenemen van het aantal rotorbladen neemt de optimale/ maximale TSR wel af

@mrtnm: de door jou genoemde schroef levert bij 4knopen (2m/s) ca 190W aan de schroefas en 4,4V en bij zes knopen vaarsnelheid (3m/s) 660W (aan de as) bij 5,35V. Daarbij ga ik er vanuit dat de slip 10% en efficiëntie van de schroef 25% zijn (dus hetzelfde bij 4 en 6 kts).
Bij een dynamoeffiecentie van 50% heb je dus 95W en 330W om een accu op te laden.
De tip speed ratio komt op 7.

Go west schreef :

Ik ga er nog eens op broeden