Onderwerp: Ideeën voor coöp development hydrogenerator?

Het is me te veel zoeken om de exacte formules er bij te halen.
Maar ruwweg kun je stellen dat 2 keer de windsnelheid 8 keer zoveel vermogen uit je generator haalt. (Bij propeller vliegtuigjes is 2 keer toeren ook 8 keer vermogen afdragen.)
Er zijn wat verliezen door wrijving en grotere weerstands verliezen in de bedrading.
Ik zou het veilig vinden om het naar beneden af te ronden op 6 keer.

Oppervlak van de wiek is meer voor lagere snelheden, zowel van wind als RPM.
Om die reden is de wortel van de wiek een stuk breder dan de tip.
De snelheden nabij de as zijn een stuk geringer dan aan de buiten diameter.

Het buigmoment is korter naar de as ook steeds groter en maakt dus meer materiaal nodig om deze kracht te weerstaan.


Op het molentje aan boord had ik 2 sets wieken, de ene korter dan de andere.
Ik kreeg een set langer wieken, er zitten nu 2 sets lange op en dat leverde me direct een Ampere meer op bij ergens 10 knoop windsnelheid.

Ook iets meer torq. Ik had ook de spoed 4º groter, daar ga ik nu weer eens mee experimenteren om dieweer terug te zetten op de oude waarde.

Iets heel anders als alternatief ?

Gaaf ding zeg!
Hoe kleiner je bootje, hoe meer opbrengst

Ombouwen van een Minn Kota tot hydrogenerator

Albert 45: ‘Het ding ligt bij mij gewoon te verstoffen, mocht hij in het experiment sneuvelen, dan is er nog geen man overboord…’

Met deze woorden kreeg ik de Minn Kota 35 in de handen gedrukt om te zien of er een hydrogenerator van was te maken.
Het was mijn eer te na om dit ding kapot te maken en ik stelde me tot doel de ebbm functie in elk geval veilig te stellen om daarnaast te bezien in welke mate er een hydrogenerator functie aan vast geplakt kon worden. Aan de 10mm² kabel zaten 2 krokodil klemmen en de krokodil waarvan ze deze klemmen hebben gemaakt, was hard aan een kunstgebit toe. Deze constructie geeft zoveel overgangsweerstand, dat ik het idee kreeg dat het vermogen voor het grootste deel op deze plaats werd ontwikkeld. Een eerste stap was de klemmen te vervangen voor normale accupool klemmen om zo de overgangsweerstand flink te kunnen verminderen.
Nu had ik in mijn voorraad meuk ook nog een aantal gebruikte Anderson stekkers en die koppelen makkelijker af dan accupool klemmen. In de upgrade van de ebbm kunnen de accupool klemmen op de accu blijven zitten en de motor eenvoudig worden losgekoppeld en worden opgeborgen. Er hoeft niet met de accu te worden gesleept.


Ebbm met Anderson stekers en accupool klemmen.

Hoe werkt de Minn Kota? Daarvoor moest het ding in elk geval worden opengemaakt omdat ik op het internet geen documentatie kon vinden hoe de motor met de schakelaar ‘aan de accu wordt geknoopt’.
De Minn Kota heeft een ‘geborstelde’ gelijkstroommotor. De dikke rode ‘plus’ leiding loopt naar een koolborstel en naar de magneet wikkeling. De credits voor deze vinding gaan naar forumlid Fer2nand, die aan een parallelle ontwikkeling bezig is.
De magneet wikkeling heeft 3 apart naar boven lopende aftakkingen, die bepalen hoeveel van de magneetwikkelingen worden gebruikt om uit de stroom een magnetisch veld op te bouwen. In de stand ‘vooruit’ werkt de motor als een gelijkstroom shunt motor en is de draaisnelheid te regelen door de sterkte van het magnetisch veld te regelen. Hoe sterker het magneetveld, hoe langzamer de motor draait.
Een gelijkstroommotor keert de draairichting om als, of de stroom door de wikkelingen van de veldmagneet wordt omgepoold of als de stroom door de ankerwikkelingen wordt omgepoold. Pool je de stroom in zowel anker en veldmagneet om, dan blijft de motor dezelfde kant uit draaien. Doordat de veldmagneet en het anker op 1 plaats met elkaar verbonden zijn, is het niet mogelijk de draairichting om te keren door alleen het anker of het veld om te polen.
Er wordt hiervoor een trucje gebruikt. De veldmagneet wordt voor de ‘achteruit’ omgepoold in serie geschakeld met het anker. Hierdoor krijgt het anker minder spanning en daardoor loopt er ook minder ankerstroom en is de ‘achteruit’ ook minder ‘vermogend’ dan de ‘vooruit’. De ontwikkelaars bij Minn Kota gaan er van uit dat je vooruit snel wilt varen en dat je achteruit niet zo snel wilt varen. Op basis van deze redenering gebruiken ze in de achteruit de motor als serie motor en vooruit als shunt motor.



Hoe de opgewekte energie af te tappen

Als de motor vooruit door het water wordt gesleept en er wordt op de schroefbladen voldoende kracht uitgeoefend, gaat de schroef draaien. Zonder dat er energie wordt afgetapt wordt door de weerstand van het tandwielstelsel en de lagers en de ‘drag’ door het water al energie opgenomen. Een onbelaste hydrogenerator neemt altijd een beetje energie op en dat gaat dan ten koste van de snelheid van de boot onder zeil.
Bij het aftappen van energie zal de boot nog meer snelheid verliezen. Hier is niets aan te doen. Indien de schroef van de motor draait door het langsstromende water wordt er op basis van het achtergebleven magnetisch veld in het dynamoblik van de motor een spanning op gewekt. Wordt deze spanning gebruikt om een veldstroom te laten lopen, dan wordt het magnetisch veld versterkt, dit versterkt weer de spanning, die weer de stroom versterkt, die weer het magnetisch veld versterkt tot er een evenwicht is bereikt.
Bij een shunt motor/generator kan de meeste energie worden afgetapt vanaf de koolborstels. Hiervoor heb ik op de schakelaar 2 ‘piggy back’ platte stekkers op de aansluitingen van de koolborstels gezet en hier weer de stekkers van de koolborstels op aangesloten. Via 2 x 2,5mm² worden deze aansluitingen naar buiten uitgevoerd. Ik ga voor de zekerheid nog wel een keercel (D8) opnemen, zodat de motor niet via de generatoraansluiting kan gaan draaien. Nu nog testen…


De generator aansluitingen.


De 2 x 2,5mm² aansluitingen zijn weer van een Anderson stekker voorzien en met M4 schroeven ‘rug aan rug’ vastgezet.

Dit geeft slechts 2 mogelijkheden: of de ebbm werkt als motor en neemt stroom op van de accu, of de ebbm werkt als hydrogenerator en levert stroom aan de accu (als de generator hard genoeg draait). Alles wat je ervoor hoeft te doen is de stekker om te wisselen.

Testen

Op een 12V 4A ‘domme’ acculader draait de motor in alle 5 vooruit standen en alle 3 achteruit standen. De motor werkt nog steeds zoals het hoort.
Bij het ronddraaien van de schroef met een accu boormachine kan ik in de stand ‘vooruit 1’ een 12V 10W lampje laten branden. Het concept werkt, maar of ik hiermee ook een 12V accu kan laden? Dat zeker wel, alleen die accu zal pas vol zijn na dat ene pijlsnelle rak van IJmuiden naar de Shetland eilanden. Het zal geen vervanging vormen voor een zonnepaneel aan boord, maar wel een aanvulling in ‘donkere dagen’ met wind zonder zon.
De schroef is ontworpen als een stuw schroef en als deze wordt omgewisseld voor een ‘aandrijfschroef’ is er misschien veel meer mogelijk. Bij de Minn Kota is een schroefwissel ‘een fluitje van een cent’. Dit is een reële optie.
Met een spanningsbooster is wellicht al snel een leuke laadspanning te behalen, maar het ‘boosten’ gaat wel ten koste van de laadstroom.
De motor zal op een 18-20 voeter goed zijn voor het manoeuvreren in de haven en als thuiskomertje. Heel erg snel varen zal het niet worden, maar daar heb je dan de zeilen voor. Je hebt dan wel een motor en hydrogenerator ineen en waar vind je dat?



Groeten, Peper.

Hé, klasse Peper!

Dat is super interessant zeg. Denk je dat mijn modernere MinnKota ook zo werkt, met veldmagneet die wordt omgepoold? Durf hem nog niet uit elkaar te slopen, daarvoor vind ik hem nog te mooi/nieuw
Kan ik het uitvogelen zonder de boel open te maken?
Vervolgens vraag 2: kan het motortje ook worden gehacked zonder direct bij de koolborstels de aansluiting voor aftappen te maken?

@CK: Ja, ik denk dat jouw Minn Kota ook zo werkt!
Je kunt de Minn Kota veilig aan de bovenkant openmaken en op de dikke draden na de schakelaar (dus niet de draden die van de accu komen) 2 draden aansluiten met de 'piggy back' Faston of AMP stekkers. Zorg ervoor dat deze draden geen sluiting maken! De accu kan veel stroom leveren en de draden staan dan meteen 'in de fik'.
Via deze 2 draden kun je verder experimenteren met de stand van de schakelaar om te zien in welke stand er de hoogste spanning wordt opgewekt als je de motor door het water sleept.
Als je boven de 5V komt, kun je de spanning met een booster 'oppompen' tot een voldoend hoge laadspanning (ca 14,1V). De laadstroom zal laag zijn, van een paar mA tot misschien wel een Ampére.
Ik heb de aftap aansluiting niet bij de koolborstels gemaakt, maar juist bovenin bij de schakelaar! Laat de onderkant zoveel mogelijk gesloten, dan loop je geen risico op inlopend water!

De pijlen geven de motoraansluiting aan die 'van onderen' komen. Die moet je met een piggy back stekertje aftakken. Naast de kabel naar de accu zit meestal voldoende ruimte voor nog twee draden.
$uc6 ermee.
Groeten, Peper.

Super, bedankt!

Maar alweer een vraag: ik vermoed dat na de hack het flikkeren van het lampje en pulseren van stroom en spanning weg is, of blijft het evengoed een beetje?

@CK:
Het pulseren van de stroom of spanning is geen probleem. Wat je ziet is de variatie in overgangsweerstand als de nog niet hol gesleten koolborstels over de nog redelijk nieuwe collector of commutator lopen. De koolborstels 'dansen dan nog een beetje' (te vergelijken met de 'vierkante wielen' van de NS treinen). Bij een boormachine zie je dit ook als vonken bij de koolborstels. Je zou dit ook bij de motor zien, alleen zit er geen waterdicht ruitje bij de motor en daarom zie je het niet.
Dit neemt na verloop van tijd af, maar gaat nooit helemaal weg. Dat is ook niet erg, maar het is tekenend voor een iets lager rendement van de borstel motoren ten opzichte van de borstelloze motoren.
Zou je hier echt iets aan willen doen, dan zul je een behoorlijke 'afvlak' condensator moeten plaatsen tussen de plus en de min. De accu neemt deze functie voor een groot deel over bij het aandrijven en bij het laden dito.
Volgens mij gebruik jij LiFePO₄ accu's en daarvan is de Ri (inwendige weerstand) dermate laag dat er bijna geen spanningspieken kunnen ontstaan vanwege de lage Ri. Dus bij een hoogohmige meting zie je het wel, zelfs bij een relatief laag ohmige belasting van een lampje kun je het nog aan het lampje zien, maar bij de 'laagst ohmige' LiFePO₄ cellen zal de spanning een 'flat liner' laten zien.

Gepulseerd laden (want dat is het eigenlijk) wordt zelfs aanbevolen voor lood-zwavelzuur accu's om sulfatering op te heffen. Bij LiFePO₄ accu's is dat niet nodig en zolang de spanning niet boven de 14,1V bij 4 cellen in serie voor 12V komt, is er niets aan de hand.

Dus ja, het blijft altijd wel een beetje aanwezig en zolang het niet stoort op de FM en marifoonband, zul je er geen last van hebben (tenzij de ledverlichting binnen ernstig knippert en je hebt last van epilepsie, maar ook dan zal de accu de meest erge spanningsschommelingen 'afvlakken').

Groeten, Peper.

Okee, duidelijk, het zou dus redelijk efficiënt moeten werken allemaal, ook zonder dure 1uF condensator.

Nu je het zo beschrijft, de LiFePo4 accu is in feite ook bijna een reusachtige condensator

captain koek schreef : Ja, met alle eigenschappen die een condensator heeft! Lading, maximale spanning en capaciteit.
Groeten, Peper.

Verder:
Ik heb een booster ontworpen die op dit moment aan de acculader zijn test doorloopt. Helaas heb ik geen boot in het water om de booster aan de Minn Kota te hangen en zo te testen.
Zo ziet nu het totale schema eruit:


De booster werkt bij 3,5V uit mijn werkplaatsvoeding en blijft werken tot 12V, al stort de voeding dan in tot 9V door een te hoge belastingstroom (>1A). Aan de uitgang hangt een 12V 55W halogeen koplamp!
Bij ongeveer 13V slaat de booster af en kan de stroom door de spoel en diode rechtstreeks de accu in. Er is dus geen beveiliging tegen overladen. Ik verwacht dat dit ook niet nodig is omdat de hydrogenerator pas in heel zeldzame gevallen de accu zal kunnen overladen. Een naar piepend piëzo piepertje zal wel voldoende motivatie geven de hydrogenerator uit het water te halen als de accu vol is.
Groeten, Peper.

Dit soort stepup regelaars gebruik ik al ruim 20 jaar om b.v. uit 12v weer een accu te laden in een alarm of brandmeld centrale aan boord. Mijn versie doet 3A. Ik heb hem uiteraard ook diverse keren getest op zonnepanelen, echter de hoge aanloop stroom bij lage ingangsspanning doet alle panelen door hun knieen gaan. Verder was ik te lui om een stromregelaar/begrenzer te maken. Ok kan me voorstellen dat dit bij een generator ook speelt?

Verstuurd vanaf mijn SM-G903F met Tapatalk

Wel prima ontwerp eenvoud! Petfect.

Verstuurd vanaf mijn SM-G903F met Tapatalk

Achteraf zie ik dat ik vrijwel hetzelfde gebruikte in 1977 om mijn amateur zender te voeden uit 6 volt, maar dan met 3055

Een andere insteek en vraag: is er al iemand wezen stoeien met en motor van een elektrische fiets? Deze draaien weinig rpm. Werken ze als stappen motor of als dc motor met pwm? Wie -o-wie?

Verstuurd vanaf mijn SM-G903F met Tapatalk

WADnWIND schreef :
Eigenlijk is deze blocking oscillator een variant op de Joule thief waarmee je ledjes op 1,5V batterijtjes kunt laten branden. Het is dus beslist geen nieuwigheid.

Met de source weerstand van 1 Ohm zit er een soort van begrenzer in. Stel dat de ebbm in generator stand het voor elkaar krijgt om 16V op te wekken met een lage Ri... (heel onwaarschijnlijk, maar stel...) dan zal er door die source weerstand en door de FET toch niet meer dan 16A (de Ids max) lopen. Fet's zijn mooi, maar een Rds(on) van 90 mOhm is een kortsluiting in de meeste gevallen. Aan de andere kant zorgt deze lage weerstand er ook voor dat 'alle stroom er wordt uitgezogen'.

De eerste Fet ligt alweer in de prullebak omdat de gatespanning toch weer te hoog werd. Ik heb inmiddels een 15V zener aangebracht om de gate te 'clampen'. Ik ga nu op zoek naar de instelling waarbij de oscillatie frequentie net ultrasoon is. Ik heb inmiddels de ervaring dat een hoge frequentie wel mooie kleine spoelen oplevert, maar dat harmonischen je marifoon en radio laten 'fluiten als een kanarie'!

En ja, 'eenvoud is het kenmerk van het ware' en 'wat er niet aanzit kan ook niet kapot' en 'Keep It Simple Stupid!'
TL431: niet de beste spanningsreferentie, maar wel handig en voor €0,20 val je er geen buil aan.
Groeten, Peper.

WADnWIND schreef : Toen bouwde ik mijn 'Jongste der Mohicanen' 50W audioversterker met 2 x 2N3055 in de eindtrap! (uit 'Radio Bulletin')
Groeten Peper.

WADnWIND,

Over die fiets motortjes heb ik bij een paar fabrikanten navraag gedaan.

Antwoord (van een Belgische fabrikant)was: De motortjes omgekeerd als generator gebruiken wordt niet toegepast.
Levert geen bijdrage die de extra kosten rendabel maakt, de rem energie levert niets op omdat er te weinig gebruik van wordt gemaakt in vlakke streken.

Hier ter plaatse zou dat heel anders zijn, maar nergens een leverancier kunnen vinden die "omkeerbare" motortjes had.
De electra fietsen die hier rijden zijn meestal van turisten uit het noorden.
Door lokale bewoners heb ik één fiets in gebruik gezien.

Zal vast mogelijk zijn om het er in te bouwen, maar dat gaat mijn kennis van de electronica te boven.
Het bijbehorende fietswiel heeft, denk ik, wel ongeveer de juiste diameter die nodig is voor de aandrijving. En er zijn redelijk makkelijk (aan de stroomsnelheid) aan te passen schoepen in te bouwen.
De eerder genoemde emmer, met een schoep ipv een bodem heb ik geprobeerd met die IstaBreeze, maar dat was geen succes.

Mijn scheepje is te klein om voldoende gereedschap aan boord te hebben.
Heb er dus van af gezien om verder te experimenteren.

Het idee van een fiets motor was ontstaan omdat heel weing toeren maakt en dus mischien nodig heeft.

Verstuurd vanaf mijn SM-G903F met Tapatalk

Op AliBaba hebben de meeste 'fiets motoren' een opgenomen vermogen tussen de 150 en 250W. Bij het omdraaien van de functie verwacht ik dat er tussen de 50 en 150W uit kan komen.
Ruitenwisser motoren zijn ook laagtoerig, meestal met een tandwiel reductie, een permanente magneet en nemen ongeveer 200W op.
Ik verwacht dat zij tussen de 50 en 100W kunnen leveren als zij met voldoende snelheid worden aangedreven. Ik heb er een liggen maar op dit moment geen boot in het water om het uit te proberen.
Groeten, Peper.

Lekker bezig Peper


Fietsmotoren zijn doorgaans brushless motortjes met een hall sensor, aangedreven door 3 fase blok commutatie. Zijn behoorlijk efficient als je za als dynamo wilt gebruiken.

Over de Minn Kota, vlgs mij moet je daar in theorie 6V en 7A (ja echt, 7A!) uit kunnen halen bij 5 kts varen. Dat is wel met een aangepaste schroef.

captain koek schreef : Dat is mooi om te weten als ik de booster moet dimensioneren! Heb je dan ook een spanning die bij die stroom hoort? Bij 14V zit je dan op ca 90W en dat zou voldoende zijn voor de meeste stuurautomaten! Daarmee zou de Minn Kota conversie passen in de eisen die in het begin van dit topic zijn geformuleerd.
Groeten, Peper.

Zie e-mail, bij vragen hoor ik het wel!

Het probleem bij veel generatoren is de slechte aanpassing tussen aandrijving en het electra deel.
Beiden kunnen op zich zelf prima zijn, maar niet op elkaar aangepast.

Een fietswiel dat wordt aangedreven door een fiets die van de helling afgaat kan veel stroom leveren, er is vermogen genoeg om de vereiste toeren te halen, de band zal niet slippen over het asfalt.

Maar drijf je aan door water- of lucht stroming dan verandert er wel het één en ander.

Mijn Air X heeft ooit één keer 5 minuten meer dan 40A geleverd bij 60 knopen wind.
Bij de hier normaal heersende windsterktes is het ddorgaans niet meer dan 3A bij minder dan 10 knopen wind.
Dit jaar, door hoge temperatuur veel thermiek en nu zie ik regelmatig 10A op de meter staan.
Het ding levert nu een wezenlijke bijdrage, maar alleen dankzij de grote temperatuur verschillen die ongebruikelijk stevige wind veroorzaken.

www.evassemble.com/index.php?m...t9pf8nge7ninjovtv834