Onderwerp: Schroef als generator

Even verder denkend over de discussies over schroeven, accu's en zonnepanelen.

Heeft er al eens iemand een sommetje gewaagd aan hoeveel vermogen het mee laten lopen van een vaste schroef op kan leveren? En hoeveel weerstand dat extra voor t varen oplevert? Etc etc?

Of anders gezegd: wie zou daar eens wat aan kunnen/willen rekenen aan de schroeven kant?

Heeft Erik de Jong niet al zoiets ingebouwd in de Bagheera?
Heb ik volgens mij vorig jaar wat van gelezen.

Probleem is volgens mij dat een schroef veel te langzaam draait om daarmee stroom op te wekken. Je moet bij de aansluiting van de schroefas op de alternator daarom een onpraktisch grote overbrengingsverhouding gebruiken, en dan liefst nog een speciale laagtoeren-alternator.

Is wel e.e.a. over geschreven hier, ik zal even zoeken.

Edit: hier wel een bruikbaar draadje: www.zeilersforum.nl/index.php/...efasgenerator#249364

Om te kunnen rekenen aan de opbrengst van een generator aan een meeslepende schroef (en ook de weerstand ervan te bepalen) zijn schroefdiagrammen in het slepende quadrant van de gebruikte schroef nodig, waarin stuwkracht en koppel beide negatief zijn.
Schroefdiagrammen voor het aandrijf quadrant zijn er voor iedere schroef, maar voor de gesleepte schroef maar zelden te vinden. Het zal niet meevallen om zonder die wezenlijke informatie er aan te kunnen rekenen.
Er zijn een paar leveranciers van de sleepschroef-generatorcombinaties.
Zoals Aquair, Ampair en Duogen. In de brochures staan ook wel resultaten, die een idee geven. De weerstand die het gevolg is van het slepen, wordt meestal niet vermeld.

@Joop66:
Er zijn ook sleepgeneratoren. Ik zit er met eentje 'in m'n hoofd' nadat ik het 'parachuutjes'-anker van Sunday heb gezien. Het voordeel is dat je ze uit het water kunt halen als je ze niet gebruikt of nodig hebt.

Verder... alle elektrische energie die je uit een sleepgenerator haalt gaat ten koste van de snelheid van je boot. (wet op behoud van ellende of zoiets... ) Of je dat merkt hangt af van de hoeveelheid energie en het omzettingsrendement.
De enige uitzondering is als je afmeert langs een mui of trekgat, dan kun je getijden energie omzetten.

Ik zie dat Go west ook al reageert.
Groeten, Peper.

duurzaamjacht.nl/ heeft zo'n installatie, elektrische aandrijving EN generatoren ineen. Doet het best goed! Alleen aan de wind kost het je teveel snelheid, op andere koersen heb je ruim over.

De weerstand van een meedraaiende schroef is wel vaker gemeten in het kader van vergelijken van schroeven. Bijv :http://www.flexofold.com/upload_dir/docs/Test_YachtingMonthly_low.pdf
Zie ook plaatje hieronder uit deze test.
Daar blijkt dus dat een meedraaiende schroef bij rompsnelheid ongeveer een weerstand heeft van 25% van de rompweerstand.
Dat betekent dan ook dat ongeveer 13% snelheid verliest.
Aangezien je uit het benodigde motorvermogen voor de rompsnelheid onegveer de weerstand van een boot kunt uitrekenen kun je nu ook het aantal KW uitrekenen wat zo'n schroef zou kunnen leveren.

Bij mijn boot bijv die voor de rompsnelheid 13 pk nodig heeft is dus de weerstand 0,25*13 pk ofwel 2,4 KW als ik op rompsnelheid vaar.
Als ik even een schroefrendement voor de stroomopwekking aanhou van zeg 50% en een generator rendement van 60% blijft daar dus zo'n 0,7 KW van over.
Helemaal niet slecht eigenlijk.
Met allerlei optimalisates kan dat uiteraard best nog omhoog.

Bedenk wel dat ik dit even "uit mijn hoofd"uitreken dus er kunnen fouten in zitten.
Maar ik sta open voor gefundeerde kritiek hoor...
Ad

Yellow Boat schreef :
Ik ga ervan uit dat een meedraaiende schroef die een generator aandrijft meer weerstand veroorzaakt dan een vrij draaiende schroef (de groene lijn in de grafiek). De energie voor de generator zal toch ergens vandaan moeten komen. Of maak ik nu een denkfout?

Bart

Nee, je maakt geen denkfout.
Afhankelijk van de hoeveelheid energie die je afneemt, neemt de drag toe. Op het moment dat er cavitatie gaat optreden zal dit weer minder worden.
De 'groene lijn' zal steiler omhoog lopen indien er een belasting zoals een generator wordt aangesloten. Is dit een belasting van enige omvang, dan kan de 'groene lijn' de 'blauwe lijn' zelfs snijden.
De 'gele lijn' geeft de schroef 'in vaanstand' weer. Daar moet je dan een klapschroef of vergelijkbare installatie voor hebben en die is dan weer niet geschikt voor het opwekken van energie.
Vandaar dat ik voorstander ben van sleepgeneratoren. Bij gebruik heb je dan iets als de 'groene lijn' en als je de set uit het water haalt, houdt je alleen de 'rode lijn' over.
Je hebt alleen drag als je het ding gebruikt.
Groeten, Peper.

In grafieken waarbij de weerstand van romp en verschillende schroeven wordt getoond, wordt alleen de vrijdraaiende schroef en de vastgezette schroef getoond. Niet een gesleepte schroef, met verschillende rotatie weerstanden, zoals wrijving in afdichting of keerkoppeling of een schroefgenerator etc.
Een heel goed rapport is : Sailboat propeller drag, te vinden op :
eprints.cdlr.strath.ac.uk/5670/
Kijk vooral naar figuur 6 en sla (vanwege de warmte ) alle andere bladzijden over.
Die grafiek toont dat in sommige gevallen de schroef pas gaat meedraaien boven een bepaalde snelheid afhankelijk van het "rem koppel (wrijving in afdichting, keerkoppeling etc) ". Een ervaring, die ik op het forum wel gelezen heb.
Voor de liefhebbers is het echt de moeite waard om het hele verhaal te bestuderen.
(Maar zeilen is leuker)

Jan

Als je (elektrisch) vermogen van je normaal vrij draaiende schroef gaat aftappen, dan zal de weerstand nooit meer zijn dan bij de stilstaande schroef.

als je teveel vermogen wil staat de schroef immers gewoon stil, dan krijgt het langsstromende water hem niet rond.

Dus als je vermogen aftapt van je schroef as zal die altijd tussen de groene en blauwe lijn in zitten.

Bart

Ik begrijp je gedachtegang en in eerste instantie dacht ik er ook zo over, maar een autoband levert toch de maximale (rem)weerstand als hij net niet slipt. Zou het met een schroef niet vergelijkbaar zijn?

Just thinking...

...en zo remt een schroef ook op zijn hardst nét voordat hij caviteerd...

Captain koek,

Ik moet je gelijk geven.

Maar de materie word wel behoorlijk gecompliceerd.

*bij een volle kracht varend (motor) schip
remt de schroef het best bij zeer langzaam vooruit.
bij vol achteruit is er zelfs een voorwaarste resultante kracht
dit als het schip nog op volle snelheid is.
zodra het gaat vertragen veranderd de boel.

het hangt dus van vele componenten samen.

BartWNL schreef :
Kan iemand dit laatste uitleggen?

Dank voor je uitleg, Bart.

Ik heb nog even verder gezocht op het internet naar formules en verklaringen, maar dat is echt lastig. Complexe materie inderdaad

nog 1 overweging ten faveure van de schroef-generator: is het niet vaak zo als je zeilt, dat je zeilen veel meer power leveren dan nodig is om de rompsnelheid te halen? In al die gevallen is dus wat extra weerstand geen punt, en zal je boot met de schroef generator aan, nog steeds de rompsnelheid halen. Kortom, je merkt dus niks van de extra weerstand, omdat je het surplus aan voortstuwende kracht van de zeilen gebruikt. Dit geldt natuurlijk alleen voor waterverplaatsende rompen.

Alleen maar wanneer je voldoende wind hebt om die rompsnelheid te halen. Met minder wind kan het werken als een rem.

Kan heel goed, maar een paar overwegingen.
Werkt vanzelf niet met een klapschroef
Keerkoppeling moet geschikt zijn om meetedraaien. (smering stuwdruk lagers)
Er komen meer wervelingen achter de schroef wat de roerwerking wat zal verminderen.

Opbrengst afhankelijk van: snelheid tot een 3e macht, en diameter vd schroef.
formule voor de max. opbrengst: 228 x v³ x D² x n (watt)
v in meter/seconde (tot de 3e macht) en D in meters(in het kwadraat)
n is het rendement vd schroef. In dit geval wordt de schroef "achterstevoren" aangestroomd ofwel het profiel staat verkeerd om. dientengevolg is het rendement laag. Ik schat iets van 30% ofzo (0.3)
Voor een schroef van 30cm bij 5knopen bootsnelheid bv max 960 Watt
Dit is af schroef. Dan moet het toerental nog verhoogt worden en een dynamo met een beperkt rendement. stel een mechanisch en elektrish rendement van 50% dan blijft er 480 Watt over. Bij een accuspanning van 12V 40Ampere (in theorie maar niet slecht )

Hievoor moeten de zeilen dan 480 x 1/0.5 x 1/0.3 = 3200 Watt aan energie leveren want dus niet aan snelheid tengoede komt.

Daar hebben we wat aan!

zou ipv een dynamo een motortje met permanent magneten niet eenvoudiger zijn?

Waarom zou je het doen als zonnepanelen ook kunnen voorzien in stroom? Geen draaiende delen, dus geen slijtage.

Dirk, weet je ergens een artikeltje dat deze formules onderbouwt? Ben benieuwd naar de achtergrond...

De formules zijn hetzelfde als voor windmolens. Alleen is de dichtheid van water zo'n 800 keer groter dan lucht, en het rendement lager ivm met een veel slechter vleugelprofiel.
Over windmolen berekeningen is heel veel tevinden op het www.

rooiedirk schreef :
Dat is 4.3 PK...

Bij die 5 knopen rompsnelheid verlies je dan 1244 N voortstuwende kracht (=127 kgf). Je surfgedrag zal er niet beter op worden...