Onderwerp: Ideeën voor coöp development hydrogenerator?

rooiedirk schreef : Verstelbare schroef die naast vaanstand ook in zeilstand gezet kan worden.

hoogste prio is het bier koel houden! en eventueel de witte wijn voor de grote boten bezitters..

captain koek schreef :
In de beroepsvaart worden straalbuizen niet toegepast op schepen die weinig weerstand door het water hebben. Mijn schip loopt 17-18 knopen en dan is een straalbuit taboe vanwege de weerstand. Een ander schip loopt 12-13 knopen en daar is wel een straalbuis gebruikt, maar dat is het nut op die snelheid weinig meer omdat de straalbuit teveel weerstand oplevert. Het is vooral gedaan om extra stuwkracht te genereren wanneer het schip die 12-13 knopen niet haalt (vanwege het weer ofzo).

Wat ik zeggen wil: die beroepsvaart heeft nog altijd een veel hogere weerstand door het water als een zeiljacht. Daarom vermoed ik dat een straalbuis bij een hydrogenerator teveel weerstand gaat opleveren en daardoor geen goede optie blijkt te zijn.

rooiedirk schreef :
electrolyse van water, kan ik de h-tjes gebruiken voor mijn brandstofcel hmm was al langsgekomen lees ik net.

Vanmiddag nog even op een kladje zitten rekenen aan de rpm's die de schroef zou maken. Met een pitch van 5 in de schroef kom je bij 4kts op ongeveer 1200 rpm met 10% slip lijkt me een aardig startpunt om te benaderen wat daar aan vermogen uit te halen is.

Zo iets dan maar:
www.e-cat.co.nl/

Om het probleem met de dumpload op te lossen wil ik wel een van mijn kinderen ter beschikking stellen. Die verbruiken een bult energie, daar kan geen dumpload tegen op.

Zeekraal: je hebt wel een punt hoor. Gecupte schroeven zoals meestal op een boot te zien kun je nauwelijks gebruiken om te genereren. De door mrtnm getoonde schroef heeft een bijna symmetrisch naca profiel en ben een beetje kort door de bocht gegaan door de genererende pitch gelijk te stellen aan de stuwende pitch. Dit klopt niet helemaal en zal een in werkelijkheid een paar% afwijking geven. Zou de schroef een symmetrisch naca profiel hebben gehad, dan kun je hem wel beschouwen als genererende schroef met exact dezelfde pitch.

Noorderzon: bedankt voor je praktijkverhaal over de straalbuis. Zeer nuttig!

Peper: ik denk dat je gelijk hebt en dat de boost regeling de inkomende spanningspieken wel gladstrijkt. Het is per slot van rekening toch een dingetje dat een constante spanning afgeeft?

Link naar wrap spring clutches

Hoewel theorie hardstikke leuk is, is het theoretisch afschrijven van een schroefasgenerator misschien wat vreemd in het licht van de velen die er succesvol rondvaren?

Afschrijven van de schroefasgenerator zal ik zeker niet doen. Die toepassing is voor mij alleen niet zo interessant. Voor wat betreft mijn formulering in bovenstaande stukje mbt de gecupde schroef: ook daar ben ik weer wat kort door de bocht gegaan. Die cup zorgt voor negatieve lift en daarmee een lager toerental en wat lagere efficientie. Geen ramp allemaal en gezien het formaat en oppervlak van de schroefbladen zal het in theorie ook werken

boarderbas schreef :
Deze koppeling kan alleen in 1 draairichting (rechtsom of linksom) worden toegepast. Maak ik het ding dan niet kapot als ik...
De motor start en snel een 'achteruitvaar' manoeuvre moet doen? (of ontkoppelt het ding dan uit zichzelf door een 'unwrap')

Als de schroefasgenerator al wordt afgeschreven is dat op basis van de weinig efficiënte energieopwekking en niet op basis van het al dan niet succesvol gebruik van een dergelijke installatie. Zie het als het gebruik van dubbel glas versus HR-glas. Je gaat echt niet het 'oude' dubbel glas vervangen voor HR-glas omdat dat meer bespaart (de kosten van de vervanging haal je er nooit uit), maar als het 'oude' dubbel glas kapot is, dan is vervanging door HR-glas zinvol.

In dit draadje wordt er niets afgeschreven! Mocht het zijn dat de generator van de schroefasgenerator installatie het heeft laten afweten of de V-snaren de geest hebben gegeven, dan willen we wel aangeven waar bij vervanging de mogelijke efficiëntie verbetering vandaan kan komen. Dat is nog niet eens een advies. Het is de bedoeling dat iedereen uit de gegevens zijn eigen advisering doet.

Groeten, Peper.

Als je de spoel van het ontkoppeldeel over je contact laat lopen dan is hij bij ingeschakede motor altijd ontkoppeld.

Je kunt ook kijken naar een pneumatisch ingeschakelde disk clutch. Een minicompressortje trekt 180 Ma...(zo'n 2 watt)

boarderbas schreef :
Dat is handig en lijkt Murphy proof!

Wanneer is de clutch dan ontkoppeld? Bij druk of zonder druk? Ik zou de voorkeur hebben voor een regelsysteem dat vermogen gebruikt als dit meteen wordt opgewekt...
Groeten, Peper.

Dat kan je kiezen, maar lijkt me dat je hem inderdaad koppelt door te blazen.

Als je het zou bouwen kun je eerst proberen om statische druk op te bouwen met een cylinder, maar lucht leent zich niet zo goed daar voor omdat een hele kleine lekkage al snel tot drukverlies leidt en dus onderdruk bij ontkoppelen.

Eigenlijk wil je het gewoon mechanisch, maar die kan ik zo 1-2-3 niet vinden. (in dit formaat)

Ik vind het automatisme van 'ontkoppelen als de motor draait' erg elegant! Het is ook niet erg als er dan een beetje meer energie wordt verbruikt, de motor en de alternator/dynamo wekken dan die energie op.

Een puur mechanisch bediende koppeling geeft ruimte voor verkeerde bediening. Voor mij liever niet...

Peper, ik zit nog te broeden op jouw vraag of je de standaard prop als generator prop kunt gebruiken, maar kan daar nog geen zinnig antwoord op geven omdat ik de spoed niet weet.
Waar ik ook op vastloop is hoe de vermogenscurve eruit ziet als de spanning slechts 7,5V is. Stel de interne weerstand is 0,3Ohm. Dan heb je flinke stroomsterkte nodig en dondert de spanning snel omlaag, denk ik. Of is mijn vereenvoudigde (Thevenin) benadering van Pverlies=I^2 x Ri en Ri van 0,3 in de generator te simpel?

Stand van zaken met het Ista>Breeze experiment.

De wikkeling van 1,2 mm diam eruit en vervangen door draad van 0,5 mm diam.

Uitgerekend hoeveel wikkelingen de stator kan bevatten van o,5 mm draad.
Dat zou zo´n 125 kunnen worden, een beetje aan de veilige kant gebleven, en 100 wikkelingen erin, 4 draden gelijktijdig scheelt een hoop werk en geeft achteraf de keus om alles in serie te zetten of voor parallel te kiezen.

Toen de eerste spoel gewikkeld was even kijken wat de spanning werd bij lage toeren.
Dat leek heel goed, maar toen kwam ook de eerste misser aan het licht.
Het weekijzer van de stator kon wel makkelijk die 3 keer 100 wikkelingen hebben, maar daar was niet genoeg ruimte voor in het deksel.
Het is me nu duidelijk waarom die stator oorspronkelijk niet vol gelegd was.

Het lijkt er op dat rotor, stator en deksel helemaal niet in één keer bij elkaar ontworpen zijn, maar op een dump bij elkaar geraapt.

De tweede en derde wikkeling er toch maar ingewurmd, met minder wikkelingen, dan weet ik hoeveel er totaal in kunnen en later dan nog maar een keer wikkelen.
Leergeld zal ik maar denken. Ik ben nu het wikkelen even zat.

Met de boormachine proefdraaien, bij ongeveer 100 RPM ongeveer 16V gelijkspanning. Boormachine wil niet echt stabiel draaien beneden de 250rpm.
Met de hand een slinger geven laat even 18V zien.

In ´t weekeinde de spoed van de wieken veranderen, met minimaal 12º meer spoed en de tip 4º meer naar de wind.
Een extra oppervlak aan de richtvaan zetten, wat gelijk ook gewichtsbalans in orde moet brengt en dan kan hij in de wind geprobeerd worden.
Eerst met de drie oorspronkelijke wieken, en later met de zes wieken van de Air X

Wanneer dat met laag genoeg toeren ook genoeg Ampêres levert, dan komt de proef met de emmer zonder bodem.

@captain koek:
Natuurlijk kun je de standaard aandrijf schroef ook als generator schroef gebruiken. Je kunt toch ook achteruit varen... Maar een aandrijf schroef heeft het 'hoge druk' deel (het vlakke deel van het NACA profiel) aan de 'achterkant' liggen, met die druk wordt de boot vooruit gestuwd. Bij het omkeren van de draairichting van de schroef, wordt het lage druk deel nu het hoge druk deel. Daarbij gaat de NACA profiel doorsnede van het schroefblad 'achterstevoren' door het water. Dat geeft meer weerstand en 'drag' en in het ergste geval cavitatie van de schroef. De boot zal heus wel achteruit varen, maar niet zo efficiënt als dat deze vooruit vaart.
Ik vaar (meestal) achteruit de box in, zodat ik om te remmen de motor vooruit laat draaien. De stuwdruk bij vooruit draaien is groter dan bij achteruit draaien en de remming is dan beter.

Een schroef die een generator aandrijft heeft het hoge druk deel (het vlakke deel van het NACA profiel) aan voorkant voor een optimale werking. Verder zijn er vraagstukken als: is de koorde van het profiel van een generatorschroef wel het zelfde als van een aandrijfschroef? Bij vleugelprofielen voor vliegtuigen is er sprake van een rechte vleugel, maar ook van een pijlstand vleugel. Hoe is dat voor een generatorschroef? Ik weet dat niet, maar het zijn dingen die de efficiëntie zeker zullen beïnvloeden.
Buurman Sunday heeft een app opgedoken voor het ontwerpen van schroeven. Hij gaat experimenteren met diverse afmetingen, bladprofielen en zo meer.

Theoretisch zakt de spanning in op basis van die inwendige weerstand. De inwendige weerstand is de weerstand van de koperwikkeling plus de weerstand van koolborstels op de collector of commutator. Bij een brushless generator is het de a-lineaire weerstand van de gelijkrichters. Dat kan gunstiger uitpakken in vergelijking met een brushed generator, vandaar mijn voorkeur voor een brushless generator.
Dus ik denk dat jouw benadering wel aardig klopt. Je houdt echter geen rekening met de toerental verlaging (of slip verhoging) door de belasting van de generator en ik verwacht dat deze invloed veel groter is.
'Vroegah' leerde ik op de MTS dat de opbrengst van een batterij, generator of welke andere vorm van opwekking van elektrische energie, het grootst is als de Ri net zo groot is als de Rload. Met andere woorden: je maakt net zoveel vermogen in de generator 'kapot' als je in de belastingsweerstand stopt. Ik heb daar 'met de hand' aan zitten rekenen (nu doe je dat in een spreadsheetje), want ik geloofde dat niet en dat bleek toch te kloppen. Dus, weet je de Ri, dan weet je ook de gunstigste belastingsweerstand.

@Saeftinghe:
Je bent weer goed bezig! Ik zie uit naar jouw 'bodemloze' experimenten!

Groeten, Peper.

Peper, dank voor je antwoord.
Voor wat betreft de originele schroef zie ik, ondanks het feit dat deze vrij weinig bolling heeft, het toch niet erg positief in. Volgens mijn spreadsheet gefrummel is de diameter aan de kleine kant en als de slip hoger is dan de 10% die ik aanneem, dan zijn de spanningen helemaal schrikbarend laag.

Dat van die interne weerstand van de load is zeer interessant, maar levert weer het volgende hoofdbreken op, want ik heb geen flauw idee van de Ri van zo'n dc booster en het (R)gedrag van een gelijkrichter. Volgens mij is de Ri van de Li(Y)FePo4 meestal schrikbarend laag. a123 26650 cellen zitten op 7mOhm. Ik ga nog even wat gegevens verzamelen en verder rekenen

Ja, er is verschillen tussen een PROpellor e een IMpellor, daarvan geeft Peper goed al de belangrijkste eigenschappen aan.
hier gratis software: www.caeses.com/forum/index.php...ler-design-software/
Een en en ander gaat mijzelf duidelijk boven de pet, maar misschien hier mensen die het wel begrijpen.
Daar wordt beschreven hoe je (bijvoorbeeld) dit maakt:

Houdt er rekening mee dat de slip van 10% er pas is op het moment dat de schroef belast wordt. Vrij draaiend in het water zal de slip heel laag zijn (misschien wel 0).

Om het moeilijk voor je te maken: een booster is eigenlijk een 'Ri aanpasser' (theoretisch gezien). Een booster laat stroom door een spoel lopen met een schandalig lage Ri. Die stroom loopt er maar voor een korte tijd en wordt dan gestopt. Bij het stoppen van de stroom is de Ri oneindig hoog. Door de 'aan' tijd (er loopt stroom door de spoel en de Ri is laag) en de 'uit' tijd (er loopt geen stroom door de spoel en de Ri is heel hoog) te variëren, ontstaat er een gemiddelde Ri van de Ri_aan en de Ri_uit. Dat gemiddelde laat zich mooi aanpassen op de Ri van de generator. En ziet: de booster heeft een optimale Ri voor de generator (en daarmee een omzettingsrendement van zo'n 95%). Zo werkt een MPPT regelaar. (Een beetje lullig om nu te zeggen, maar je hoeft bij het gebruik van een booster geen rekening te houden met de Ri van de generator, de booster past zich aan de generator aan voor wat betreft de spanning en de stroom en dus ook de Ri. Dan maak ik het weer makkelijker voor je)

De lage Ri van de Li-ion cellen is daarmee ook niet van invloed op de generator, want de booster zit daartussen. Overigens zijn er al Li-ion cellen met een Ri van 1 mOhm. Elke volt boven de actuele klemspanning levert dan een kA aan laadstroom op! Dat wil zeggen als je de generator direct op de accu's aansluit, het grootste deel van de opgewekte energie in de generator wordt omgezet naar warmte. Da's wel jammer! (overigens geldt dit ook voor het laden van li-ion accu's met de dynamo/alternator van de motor, tevens de reden dat het laden met draaiende motor veel langer duurt dan uit de gegevens van de dynamo/alternator kan worden opgemaakt. Veel erger is dat het vermogensverlies in de alternator het ding ook opwarmt, vandaar mijn voorkeur voor een 'submerged' generator, die worden het best gekoeld).

Heb ik nu je reken exercities vernacheld? Of kun je nu een deel zorgeloos terzijde leggen? Misschien wil je wel een poging doen om met de gratis 'software voor schroeven' te spelen.

Samenvattend: stroom en spanning van de generator zijn niet zo belangrijk, alles tussen de 9 en de 12V en 0,1 en 10A kan met een booster naar 14,1 of 14,5V worden omgezet waarbij de stroom afhankelijk is van het toegevoerde vermogen naar de booster.
Groeten, Peper.

Interessante literatuur en ontwikkelingen.

@ regeling van het vreemde veld van een generator voor gewenste laadspanning en laadstroom

Intussen werkt ook mijn regeling van het generatorveld om de laadspanning en de laadstroom te regelen met de veldsterkte bij variërende vaarsnelheid. Ik zal een blokschema ervan maken. Ik heb het via een simulatie uitgetest op de gesleepte schroef, waarvan ik eerder een koppel-toerenplaatje heb gemaakt. Het werkt echter ook op andere schroeven, met andere koppel-toerenkarakteristieken.

Jan

Peper, alweer bedankt voor de fenomenale uitleg. Ik had mijn sommetjes gemaakt met een Rload+Rconverter=1 Ohm. Die sommetjes kan ik nu dus met een gerust hart terzijde schuiven.
Dat programmaatje dat heb ik even snel bekeken, maar lijkt mij alleen een ontwerpprogramma dat aan de hand van kengetallen een schroef tekent. De mogelijkheid om effectiviteit etc te analyseren heb ik niet gevonden...

Go West, ik vermoed dat je met elektromagneet generatorsturing bezig bent?

@ regeling spanning/stroom bij een gesleepte schroef

Hierbij een vereenvoudigd blokschema van de spannings- en stroomregeling van de generator, die wordt aangedreven door een schroef. Dit geldt dus niet voor een generator met permanente magneten voor het generatorveld. Het magnetisch veld moet, met een variabele veldstroom, regelbaar zijn.
Bij wisselende vaarsnelheden is het afgegeven vermogen van de (gesleepte schroef) ook variabel. Ook het boordnet of de accuspanning varieert. De gecombineerde regelaar zorgt ervoor dat de opgewekte stroom en spanning gelijk of kleiner zijn dan de ingestelde setpoints.
De werking is als volgt. Als de accu vrijwel vol is, wordt de ingestelde spanning bereikt en is de laadstroom klein en het toerental zal stijgen. Bij een lage accuspanning (of boordnetspanning) neemt de laadstroom toe tot de ingestelde waarde (bijv. 10 A), waarbij de opgewekte spanning mogelijk wat lager is dan de ingestelde waarde. Een hoger koppel wordt dan gevraagd en daardoor dalen de toeren van de schroef volgens de schroefcurve.
Bij deze regeling van het generatorveld wordt er nooit te veel stroom opgewekt, die dan moet worden gedumpt in ballastweerstanden, ook niet bij hoge vaarsnelheden. Ook de extra weerstand, die de schroef in die situatie ondervindt , is niet aanwezig.




Voor de liefhebbers heb ik een uitgebreider blokschema, die ik voor de simulatie heb gebruikt, met daarbij de gebruikte formules.

Alleen een spanningsregeling (zoals bij een auto of aan boord) zal niet voldoen, omdat de gesleepte schroef maar een beperkt vermogen heeft en bij hoger gevraagd koppel de toeren snel inzakken en de spanningsregeling wordt verstoord.

Jan

Even bij DX rondgeneusd naar buck-boost converters. Twee gevonden met bijna identieke prijs en eigenschappen:
www.dx.com/nl/p/jtron-dc-dc-4-...-259611#.VpvVxVJCAZw
www.dx.com/nl/p/automatic-buck...-258906#.VpvXIFJCAZw
Deze converters 'eten' tot 6A (10A piek) van 4 tot 32V en 'spugen' 0,8 tot 32V uit bij 6A (10A piek)

Laagste te converteren vermogen: 4V x 6A = 24W levert aan de uitgang 24W / 14,1V = 1,7A (bij het laden van 12V accu's) of 0,8A bij 29V (bij het laden van 24V accu's)
Hoogst te converteren vermogen: 32V x 6A = 192W levert aan de uitgang 192W / 14,1V = 13,6A (dat is teveel, de uitgang mag 6A leveren) voor 12V accu's of 7A voor 24V accu's.
De generator mag dus niet meer dan 150W leveren voor 12V installaties en 175W voor 24V installaties. De generator mag vanaf 4V (bij 3knts) tot 32V (bij 8knts) leveren. Dit komt overeen met het 'onderste vermogenssegment' van een hydrogenerator.
Bij een zo brede spanningsrange acht ik tot 150W opgewekt vermogen, een veldregeling van de generator niet meer zinvol gezien sleepringverliezen etc.
Groeten, Peper.

Post scriptum:
@Go west: hebben wij een synchroon bioritme of zo? Werken we op precies dezelfde tijden aan dezelfde uitdaging?
Voor deze converter heb ik het 'blokje schroef' en het 'blokje generator' nodig en met de juiste schroef en de goede generator is de zaak dan geregeld (letterlijk).
P.

@ peper, Wat het bioritme betreft , wie weet ?

Ik gebruik de volgende formules voor de generator :
E=c1*n*PHI

E = opgewekte spanning Volt
c1= machineconstante
n = toerental/sec
PHI = magnetische flux van het veld (Weber)

M=c2*I*PHI

M=koppel (Nm)
c2=machineconstante
I = opgewekte stroom

De schroefcurve is afgeleid van een eerder prentje en een beetje gestileerd.
M= Vvaar^2 - (n^2)/20.
Vvaar = inkomende snelheid in de schroef (m/s)

Een werkpunt is bijv: bij Vvaar= 3m/s , M=4 Nm en n=10 omw/sec

Bij dit werkpunt heb ik voor de simulatie van de regelingen het generatorgegevens (bij aangenomen PHI, c1 en c2 bepaald) geschaald. Ik heb geen reeele waarden.

Heb je hier iets aan ?

Jan