Onderwerp: Ideeën voor coöp development hydrogenerator?

Peper,

Met je zienswijze helemaal eens, maar je zit er wel 2,3892 % naast hoor, en dan houd ik het maar op 4 decimalen.


Die 20 pk van een motor veroorzaken een water snelheid door de schroef die vele malen hoger is dan die 6 knoop vaarsnelheid.
De afdracht van energie is dus veel hoger.
Kijk eens hoe het bruist wanneer je even vol gas geeft bij stilliggend schip.
Wanneer de schroef aangestraald wordt met een straalpijp, dan zou je mogelijk de motor er mee kunnen starten, zoiets als het aanduwen van een auto.

Spanning laadt de accu niet, Amperes wel.
Maar je hebt wèl genoeg spanning nodig om die Amperes te veroorzaken.
Het gaat erom of je de spanning kunt handhaven wanneer er Amperes worden afgenomen.

De oude wikkeling van die Ista Breeze was 24 wikkeling van 1,2 mm diam draad. Dit maal 6 poolparen geeft 144 werkzame lussen..

Er is één fase nieuw opgelegd, ook 24 wikkelingen, maar dan met 2 draden van 0,8 mm diam dat geeft dus 288 werkzame lussen wanneer ze in serie staan.
De spanning bij 750 RPM werd 13V.

Ik streef naar 15V bij 400 RPM, maar ik moet roeien met de riemen die beschikbaar zijn.
Ik ga naar 576 werkzame lussen. Maar tot tot 24 tellen bij het wikkelen vind ik genoeg, ik neem dus 4 draden gelijktijdig en zet deze later in serie als één fase, diam 0,5 mm.
Bij genoeg ruimte mogelijk een paar wikkelinge meer.
Eerst maar eens aan draad geraken, ik schat zo´n 300 meter nodig te hebben

Het ding zou dan bij 300 RPM zo ongeveer moeten beginnen met stroom gaan leveren.
Voor wind een set wieken in de juiste spoed zetten en kijken bij welke windsterkte het laden begint.

Lukt het met dit toerental, dan zou de volgende stap kunnen zijn om aan te drijven als een ouderwetse log en zien wat dat oplevert.

Is een straalbuis nog te overwegen?
nl.wikipedia.org/wiki/Straalbuis_(schip)

Links de straalbuis van versnellend type, rechts vertragend

Ik kom op het web iets tegen waar ik zelf al een tijdje over aan het prakkiseren ben:

Een schroef met direct gekoppelde generator met een straalbuis die als geheel overboord gekwakt wordt aan een touwtje. "Een schroef met generator in een emmer" dus.
Die emmer moet zelf niet gaan draaien en heeft dus vinnen nodig. De emmer moet op een gereguleerde diepte afzinken en heeft dus "paravaan" werking nodig..die het kan krijgen van dezelfde vinnen.

En voilà: dat wordt in klein format(laden van telefoons bijvoorbeeld) door hydrobee onder de naam "streambee" ontwikkeld:



Leuk!

@ gesleepte schroef

Hierbij een afbeelding van de karakteristiek van een gesleepte schroef. (bron : Werft*Reederei*Hafen 15 sept 1940) Alle waarden zijn genormeerd naar 100%. Het geeft dus de tendens weer. Boven de horizontale nul lijn wordt aangegeven het door de schroef gevraagde koppel, tijdens het varen op volle snelheid snelheid en toerental. Het punt A is het volvermogen punt bij 100% snelheid. Het gedeelte onder de horizontale nul lijn is het gebied, waarbij, bij dezelfde snelheid vooruit, het koppel negatief is, dus waarbij de schroef koppel kan leveren, bijv. aan een generator. De gestippelde lijn schuin naar beneden zou een koppelkarakteristiek kunnen zijn van een generator.
Hieruit is te zien dat voor deze karakteristiek de schroef hooguit 60% koppel, bij 58% toeren, kan leveren, dus ongeveer 35% vermogen, bij volle snelheid.
Het is maar een voorbeeld, maar het kan ook voor een reele situatie voor onze toepassing worden geschaald en ongeveer worden bepaald.
Jan

Zoekende naar bronnen over "ducted propellor" kom ik een artikel tegen wat een aantal methodes en apparaten beschrijft om op kleine schaal energie op te wekken in rivieren. Rivieren stromen daar met 2 tot 3 m/sec wat overeenkomt met onze zeilsnelheden van 4-6 knopen. Ook de voor ons zeilers bekende Duogen komt ter sprake.
Ook de waarde van straalbuis komt ter sprake.
www.zero.no/publikasjoner/smal...ver-applications.pdf

Nog een bron voor ducted propellor: citeseerx.ist.psu.edu/viewdoc/...01&rep=rep1&type=pdf

Saeftinghe schreef :
Je bent heel erg bezig met het afstemmen van alles om op 15V te komen zodat je kan laden naar een accu. Staar je daar niet op blind, een boost converter maakt van een te lage spanning een juiste spanning.
Bovendien beperk je zo de snelheid van de propellor enorm, want zodra de snelheid van de propellor boven de 15V-snelheid komt, belast je deze heel erg zwaar, waardoor de slip enorm toeneemt.
Een MPPT-achtige boost regelaar, met instelling om geleverd vermogen te begrenzen is hier de oplossing om alles aan elkaar aan te passen.

Go west schreef :
Interessant plaatje. Die 35% in het voorbeeld val mij alleszins mee.

Staat er ook iets in het artikel over de spoed en absoluut toerental van het schip in het voorbeeld?

Sunday schreef :
Geen idee. Lijkt mij dat het flink extra weerstand levert, maar mechanisch gezien kom je wel dicht in de buurt van een kaplan turbine generator en daarmee halen ze in stationaire situaties rendementen van 90% (gegenereerd elektrisch vermogen). Maar wij slepen natuurlijk de hele buis mee ipv water dat enkel aan de binnenzijde van een straalpijp stroomt...

Je bent heel erg bezig met het afstemmen van alles om op 15V te komen zodat je kan laden naar een accu. Staar je daar niet op blind, een boost converter maakt van een te lage spanning een juiste spanning.
Bovendien beperk je zo de snelheid van de propellor enorm, want zodra de snelheid van de propellor boven de 15V-snelheid komt, belast je deze heel erg zwaar, waardoor de slip enorm toeneemt.
Een MPPT-achtige boost regelaar, met instelling om geleverd vermogen te begrenzen is hier de oplossing om alles aan elkaar aan te passen.


Paradyske,
Het gaat me om bij zeer lage windsnelheid, zoals die heer vrijwel altijd heerst, aan wat opbrengst te komen.
En dit met beschikbaar materiaal. Tijd heb ik zat en het mag best wat kosten, maar het doel is met (overal) beschikbaar materiaal iets werkend te maken.
Die twee Air Xen zou ik nooit gekocht hebben, maar nu ik ze kreeg was het een leuke bezigheid ze aan te passen en bij een duidelijk lagere windsnelheid ladend te krijgen.
Die Ista Breeze is weer een nieuw leuk experiment.
Wanneer het lukt om al bij 2 of 3 knopen wind wat stroom te genereren gaat de stator in de nu draaiende Air X en heb ik weer een kleine verbetering in m´n stroom voorziening.
Bij heel veel windmolentjes is de aanpassing tussen wind- en electra deel verre van ideaal.
Het belangrijkste is om juist de wiekspoed in overeenstemming te brengen met het op te wekken vermogen.
Wanneer dat goed is, is er geen enkel probleem met de slip.
Bij die Air X is dat gelukt, zeker binnen de mogelijkheden die ik hier heb.
Nu maar hopen dat het met die Ista Breeze stator weer gaat lukken.

Er is een Victron 100/15 MPPT regelaar aan boord, dus een vrij breed regelgebied.
Gaat het lukken dan krijgt de molen z´n eigen MPPT regelaar.

Ook om via het water aan te drijven is dat lage toerental nodig.
Zodra het met wind goed gaat, probeer ik het idee van Peper met die bodemloze emmer, dat vraagt ook om laag toeren.

@Buurman Sunday:
Er is nog onvoldoende kennis verzameld om iets over de uitkomsten van het geheel te zeggen. Aanschaf van een naafmotor voor ombouw is dus een risico...
Het model zonder de planetairy gear heeft dan de minste mechanische verliezen, zoveel is wel zeker. Een naafmotor als generator maakt alleen kans in de torsielijn aandrijving. De vraag is, haal je bij 3 knopen al 400 rpm om iets op te wekken... en hoe ziet de schroef er dan uit?
Die HydroBee kon wel eens de kant en klare oplossing zijn! Gezien het plaatje met de visser in snelstromend water, levert het ding al bij relatief lage stroomsnelheden. Het vermogen is maar klein, maar voor een milliWatt enthousiast als ik beslist een optie!
Een 'ducted' uitvoering is de geoptimaliseerde 'emmer met worm' en ook de geoptimaliseerde zeeanker uitvoering zoals jij die voor de boot hebt gemaakt.
@Go west:
De door jou weergegeven koppel-toerenkromme geldt voor een stilstaande schroef en is zinvolle informatie voor de 'schroefas generator' uitvoering.
@It Paradyske:
Uiteindelijk moet ik naar 57V toe en niet naar 15V. Een 'boostende' regelaar kan dat makkelijk doen (met name de regelaar die jij voor mij bij DX vond!). Dat de spanning van de generator terugloopt door een grotere slip bij een hoger tegenwerkend koppel, is waarschijnlijk een 'blessing in disguise' en voorkomt ten dele problemen bij overladen van de accu's.
Anderen, zoals Saeftinghe, zullen naar 15V toe willen gaan voor het laden van 12V accu's. Ik verwacht dat dan een buck-boost (MPPT) converter op zijn plek is.
Ik verwacht dat de uitgangsspanning geen probleem gaat vormen, een schakelende omvormer heeft een beter rendement dan een planetair tandwielstel en is de beste mogelijkheid.

Vraag aan de volgers van dit topic: Hoeveel vermogen zou je uit de hydrogenerator willen halen?
Er zijn grenzen aan het maximale vermogen wat er uit de hydrogenerator kan worden gehaald. Ik heb er niet op gestudeerd, maar mijn 'boerenverstand' zegt dat als je er de helft van het vermogen van de aandrijfmotor uit wilt halen, de boot stilvalt door de remming van de hydrogenerator. Uitgaande van de zeer ruwe schatting van 2kW per 1000kg voor verbrandingsmotor aandrijving bij een rendement van 50%, is er een limiet aan de opwekking van ongeveer 500W per 1000kg waterverplaatsing. Daarboven verwacht ik het 'frisbee' effect zoals Old Bawley beschrijft. Dan wordt het niet interessant meer.
Ik houd zelf als vuistregel aan dat een hydrogenerator het energieverbruik van de stuurautomaat moet kunnen opwekken (in combinatie met een zonnepaneel voor de rest van het energieverbruik). Laat eens weten hoe jullie daar over denken.
Groeten, Peper.

Die streambee generator met vinnen tegen meedraaien zie ik niet zo zitten.
Wanneer je een beetje bruikbaar vermogen er uit wilt halen heb je een wisselend koppel en zouden die vinnen verstelbaar moeten zijn in relatie met dat koppel.
Om de laadstroom voor de telefoon te leveren vind ik het wel een erg groot ding.

Ik zie meer in een drijvend lichaam en een ballast gewicht.
Ballast zal toch nodig zijn om het ding onder water te houden.
Goed geplaats met dat drijflichaam is boven en onder duidelijk gedefinieerd.

Oei, dat wordt een heel groot ding! Er bestaat een 'barrel generator' om achter de boot aan te slepen (er is een link naar de website in dit topic).
Ik vond het een leuk, maar niet zo nuttig ding. Er is in dit draadje ook een reactie van een forummer die het echt een barrel vindt.
Peper.

PS: www.hydro-electric-barrel.com

ik denk eraan een hometrainer aan boord te zetten, met een generator erop. en dan maar fietsen!

roozeboos schreef :
Valt erg tegen hoor wat een mens aan vermogen kan leveren....

Mijn duit:

Hoewel de hoeveelheid techniek in dit topic mij verrukt, doe ik even een "productontwikkelingsduitje" in het zakje.

Aannemende dat je primaire doel is zo veel mogelijk ban deze generatoren tot nut in te zetten, danwel uit een bedrijfsmatig motief (omzet/winst) danwel uit een motief om zeilers via dit forum toegang te geven tot een niet-commerciële oplossing en dat het rendement het totale genoten plezier van de vinding is.

In beide gevallen is er een kosten/baten balans. In beide gevallen wil je zo min mogelijk "maken". Alles wat er al is hoef je niet te betalen/knutselen.



Dan kijk je naar de infrastructuur.

-Sleepgenerator: nagenoeg altijd toepasbaar
-Hekgenerator: Eindeloos veel oplossingen aanbieden ivm spiegel layout (kijk naar windvaaninrichtingen), of aan de "klant" overlaten en geen totaaloplossing bieden.
-Schroefgenerator: Constructie is bij bijna iedere boot anders. Bij een saildrive nagenoeg onmogelijk.

Wat dat betreft is de sleepgenerator in het voordeel.

Toch is het niet ondenkbaar dat je een heel fiks stuk van de geïnteresseerden kan bedienen met een schroefasgenerator, als je die écht slim opzet. Het grote voordeel daarvan is namelijk dat bijna alle infrastructuur er al ligt. Als je de schroef in de vrij zet draait er al een as in je boot met een bepaald vermogen dat af te geven is.

Ik denk dan even aan mijn solex.
Stel je plaatst een tussenflens bij de schroefasflens op je motor (die heeft toch bijna iedereen ) met een rubberen loopvlak.
Je plaatst daar zo'n hubmotor boven met een ruw metalen wielje er aan. Het geheel kan met een simpele hefboom in zijn werk worden gezet of gelicht, á la solex.
Je takt je morsehandel af, zodat de motor vrij van de as is als de motor in zijn werk staat. In zijn vrij valt de hubmotor met zijn wieltje op het rubberen loopvlak.

Mijn schroef doet naar schatting 150-200 rpm. Een 3:1 versnelling is dus bij deze motor voldoende.

Rendement? Mwoah...maar kosten zijn ook erg laag...

It Paradyske schreef :
Bij 150W ben je 'schoon aan de lat'.
Alp d'Huez vraagt 'bult op' ca 400W om een beetje leuk in het klassement te eindigen. Roozeboos... EPO (1 shot) kost ca €1200. Da's toch wel veel duurder dan diesel!
Groeten, Peper.

Persoonlijk vind ik een omgebouwde Minn Kota interessant, vooral als die kan stuwen en genereren. Ben ook benieuwd of iemand een idee heeft hoeveel spanning en vermogen een Minnkota motortje kan leveren bij 600rpm als een minnkota motortje op 12,9V 1800 rpm draait, onbelast.

Of, meer algemeen: hoe kun je (aan de hand van zeer beperkte gegevens) inschatten wat een motortje aan spanning/vermogen zal leveren indien je hem als generator gaat gebruiken

En wat bepaalt hoe snel een schroef "stallt" dwz niet meer ronddraait omdat de erop werkende krachten kleiner zijn dan het tegengestelde koppel. Ik weet dat smalle dunne bladen met een lage spoed sneller stallen dan brede bladen met een hoge spoed, maar hoe gaat eea rekenkundig in zijn werk? zal vast iets met tangens en hoeksnelheden te maken hebben, maar hoe zijn de relaties? Kun je goed vergelijkingen trekken met windmolen berekeningen op dit gebied?

@ boarderbas:
Ik dacht dat ik lange posts schreef... jij kunt er ook wat van
Maar je ziet het goed, soms weegt laag rendement op tegen de kosten. Ik ben ook nog lang niet klaar met die schroefas generator (met het hele topic trouwens niet). Waar ik naar toe wil, is de kleinste, lichtste, goedkoopste en best opbrengende hydrogenerator. (Peper, dat is een droom! Ja, maar wel een mooie droom!) Commerciële haalbaarheid, eigenbouw of massaproductie is geen item. Dat komt pas aan het einde van het topic of misschien wel helemaal nooit.
De overwegingen betreffen nu de opbrengst en het benodigde vermogen. Heb jij daar gedachten over? Laat het ons weten!
Jouw input is zeker waardevol en wordt in de overwegingen meegenomen.
Peper droomt verder.

captain koek schreef :
Je moet naar het vermogen kijken, spanning is irrelevant. Zoals eerder al vermeld, het beschikbare vermogen kan d.m.v. elektronica met redelijk rendement wel omgezet worden naar de gewenste spanning.

Het vermogen bepalen van een elektromotor/generator is eigenlijk heel simpel: bepaal het volume.
Om een bepaald vermogen op te wekken is een volume aan ijzer nodig. Pure natuurkunde. Als je twijfelt, leg hem op de weegschaal.

captain koek schreef :
Grofweg schat ik in dat je 25% van het nominale vermogen weer terug kunt krijgen in de optimale conditie. Dat zal wel gemiddeld op 10% neerkomen.
In water 'stall' je minder makkelijk dan in lucht (water is 'dikker'). Evenzogoed is een aangepaste schroef voor opwekking beter. Dan moet je aan schroefwisseling doen als je de functie wisselt.
Groeten, Peper.

P=U*I en spanning kun je boosten....

Maar even een vergelijking maken met mijn e-fiets. Die gaat laden als ik > 36km/h kom. maar de stroomsterkte is dan wel laag. 0,3A bij 35,5V (ca 10W)
Harder dan 40 heb ik nog niet gefietst

Peper schreef : Ik heb geen koelkast, dus met 50-100W zou ik al heel blij zijn...

captain koek schreef :
Je kunt ook "bucken"

Kort door de bocht:
Boosten = omhoog brengen van de spanning, verlagen van de stroom
Bucken = omlaag brengen van de spanning, verhogen van de stroom.

Waar je nog rekening mee moet houden is de rem die je op de motor zet indien je energie gaat terugleveren.
Met de juiste elektronica kon je al eerder energie gaan terugleveren, alleen trap je je dan helemaal het apezuur. Is niet de bedoeling van een ebike, toch?

JohnBerg schreef :
Huh? rem met electronica op motor zetten? Hoe werkt dat? Nu komen we op voor mij onbekend terrein...

Het is een brushless 3fase motortje. Volgens mij rem ik niets met electronica. Maar goed vele methoden zullen mogelijk zijn.

tot zover kan ik het volgen

Faraday's Law of induction, written for an alternator with a DC (permanent magnet) two-pole stator, is V = - N A (2 pi RPM/60) B where N = number of turns on the armature (example N= 50) A = area of coil on the armature (example A = 0.1 meter times 0.05 meter = 0.005 m2. RPM = armature rotation speed (example 3600 RPM) B = DC magnetic field (e.g., 0.5 tesla) V= volts out (example V = 50 x .005 x 2 pi x 3600/60 x 0.5 = 47.1 volts @ 60 Hz)

Reference www.physicsforums.com/threads/...rators-power.308848/

Kun je met electronica de "B = DC magnetic field" vergroten?