Generatorfrågor

[hekaman]

Hejsan alla elproducenter.

Är intresserad av att skapa lite egen el till min stuga som är under uppförande. Sol/vind/vatten..........tänkte börja med att prova mig fram med lite vattenkraft.

Har en liten bäck som jag kan få ut c:a 2,5 meters fallhöjd på men flödet är inte så stort............hur lockar jag ur mest energi ur den. Tänkte mig något rörsytem som minskar i diameter ju längre ner den kommer för att få så hög hastighet på vattnet som möjligt men då blir ju "vattenmassan" mot skovlarna mindre så det kanske inte spelar någon roll ur den synvinkeln? Lite vatten med hög hastighet eller mycket vatten med låg hastighet, vad är bäst?

Jag vill inte bygga någon egen generator just nu så jag är tacksam för tips om lämplig generator. Vill bara testa principen och kanske få en lampa att lysa........

Tar helst en motor och kör "baklänges" men vilken typ av motor ska det vara? AC...DC

Red ut begreppen åt mig är ni snälla....

asynkron, synkron.........vad är att föredra? är asynkron detsamma som trefas? Hur får jag ut strömmen till en och samma kabel i så fall? Eller är asynkron växelströmsmotor och synkron likstömsmotor? dumma frågor kanske men jag har inte full koll...........
Vore enklast med en likströmsmotor, men finns det såna utan kol som slits........?

Ge mig gärna råd om vilka grejor jag behöver för att kunna komma igång och testa.

Mvh Henke

[Zigge]

När det gäller vattenkraft är det två saker som är intressanta och det är fallhöjd och flöde, så kör med raka rör, det blir enklast så.
Vad som blir bäst beror på hur det hela ser ut. Krävs det väldigt lång sträcka för att uppnå 2,5 meters fallhöjd blir det lite svettigare, i alla fall för plånboken.

Vad hade du tänkt dig? 12, 24, 48 volt likspänning, eller 230 volt växelspänning? Hur långt är det från huset till bäcken där generatorn ska sitta? Hur stort är flödet och över hur lång sträcka är fallhöjden 2,5 meter?

[hekaman]

Hej igen

I huset blir det 220v med batteribufferten på 24 Volt, så att jag ska ha nåt dom laddar 24volts batterierna. Det är c:a fem meter från bäcken till huset. Det är ett vattenfall på nästan 2 meter och sen är det fall på en halvmeter alldeles före så jag skall bygga en ränna därifrån. Blir bara drygt en meter lång. Uppströms är det bra fall en bit så jag kan bygga längre ränna(5-10meter) och få ut 1-2 meter till i fallhöjd..............
Flödet har jag ingen koll på, det varierar mycket beroende på nederbörd.............nu är det bara is;)....men en gissning är c:a 2-10 liter/s beroende på nederbörd. Om det är soligt och torrt ett par veckor så torkar den ut helt. Men regnar det mycket så kan jag nog fylla en vanlig hink på en sekund.

Mvh Henrik

[ollebolle]

Det verkar trevligt. Hur stor fallhöjd kan du få om du drar en slang till högsta punkten? Är det någon som kan vara emot att du drar en slang en bit bort och ökar på fallhöjden? Kolla vad som finns i rör eller slangväg på skroten eller byggmarknad. Svart PVC-slang är rätt billig även som ny. Själv skulle jag kunna tänka mig att leta upp en hydroforpump med asynkronmotor och ansluta den till pumpen. Med lämpliga kondensatorer skulle jag testa att få ut något som påminner om 220V och ladda batterierna med det.

Om det inte fungerar skulle jag plocka in en bilgenerator (lastbil) och se hur mycket det blir i laddning. Inget av detta kostar några stora summor. Med proven man gör ser man vad det är för energi man får ut. 1 hink per sekund 2,5 m är ju inga stora energier men borde räcka för laddning av batterier på några hundra Ah. Teoretiskt är 10 l/s 2,5 m 250W. Kan du få ut 100W i praktiken så är det väl bra. Med längre slang (fallhöjd) kan du få mer. Om du vill ha turbinen nära så kan du ha både sug och tryckslang. Ha gärna för stor diameter på slangarna (rören) så får du mindra strömningsförsluster.

[Tompaiuppsala]

Vattenkraft hör inte heller till någon av mina starka sidor  

Men i mina öron låter 10 liter/ sekund mycket, definitivt mycket mer än 250W.
Vilken pump på 250W skulle kunna leverera en hink i sekunden?

[Zigge]

Effekten (egentligen potentiell energi) i bäcken är lätt att räkna ut, det är fallhöjd x flöde x 9,81.
Om vi säger att fallhöjden är 2,5 meter och att flödet är 1 liter/sekund som minst och 10 l/s som mest, då varierar effekten mellan 25 upp till 250 watt. Vid fallhöjden 4 meter blir det 40-400 watt, men nu kan man inte få ut all denna effekt för turbinen/vattenhjulet och generatorn har har inte 100% verkningsgrad. mellan 50 - 70% brukar man normalt lyckas komma upp i vid hembyggen. Även om du bara får ut 20 watt vissa tider så är det ändå närmare 500 wh/dygn och det motsvarar en solpanel på runt 100-130 watt en solig dag i juni-juli.

Den enklaste lösningen är ett överfallshjul (vattenhjul där vattnet rinner in upptill via en ränna). Dessa kan i sina bästa stunder ha en verkningsgrad över 90 procent och även om det är hemtillverkat borde det klara 70%. Nackdelen med vattenhjul är att varvtalet måste växlas upp eftersom de går så långsamt.

Ett annat alternativ är en turbin och den man kan göra själv om man har en svets är en Banki-turbin (liknar ett vattenhjul, men är liten). Här brukar man också nå runt 70% verkningsgrad.
Här kan du se hur man bygger en Banki-turbin
http://www.otherpower.com/scotthydro1.html

Vill man inte använda verktyg får man använda plånboken istället och då finns en turgoturbin med generator för 12, 24 eller 48 volt. 50 watt ger den vid fallhöjd 3 m och ett flöde på 2,5 l/s och 120 watt vid 6 l/s, o.s.v. Stream Engine heter den. Priset ligger på 1895 $.
http://www.solairgen.com/Products-micro%20hydro.htm

Ligger bäcken 5 meter från huset behöver du inte tänka kabeln. Det bör räcka med 2,5 mm² upp till 250 watt, utan att du får några större förluster.

Hittar du en likströmsmotor utan kolborstar är det perfekt. Att hitta en lågvarvig (250 rpm) 24-voltsmotor torde vara svårt, men hittar du en som ger runt 100 volt vid 1000 rpm, så blir det samma sak...runt 25 volt vid 250 rpm.

[Zigge]

Tompa, effekten beror på höjden. 250 watt är en 1/3 hästkraft och att hälla en hink vatten över huvudet känns inte som att få en 1/3 hästkraft i skallen, men det gör det om man häller den från högre höjd.  

[Tapio]

Tompa, effekten beror på höjden. 250 watt är en 1/3 hästkraft och att hälla en hink vatten över huvudet känns inte som att få en 1/3 hästkraft i skallen, men det gör det om man häller den från högre höjd.  

Halaj!

Jämförelsen blir bättre om vattnet är kvar i hinken...dvs man får hinken i skallen, med vattnet i:-)

//T

[Tompaiuppsala]

Nu ifrågasätter jag inte formler och fakta men jag försöker uppskattar hur mycket jobb det skulle krävas för att flytta tio kilo i sekunden 2,5 meter upp i luften.
Jag kan säga så mycket att jag inte skulle klara det? Skulle ni, med handen på hjärtat?  

Jag har på arbetsprov cyklat 350 W på en ergometercykel men tror inte den ansträngningsgraden skulle räcka ändå.

[Zigge]

50 kilo ska väl gå att rycka rakt upp  luften 2,5 meter på en sekund (avslutas med ett hopp).

Tapio, så blir jämförelsen mycket bättre. Vattnet ska naturligtvis vara kvar i hinken.  

[ollebolle]

Hur fort orkar man springa upp för en trappa. Skulle tro att man med andan i halsen kommer en våning upp (c:a 2,5 m) på 4 sekunder. Väger man då 80 kilo så har man uträttat ett arbete på: 80x9,81Newton x 2,5m=1962 Nm(Ws)

I effekt blir det 1962 dividerat med 4 sekunder=490W

Härligt när man ska ner igen. Då kan man njuta av att bara glida ner och bli för 490W varmare (eller var tar energin vägen när man går ner)

Tycker att man blir varmare av att gå uppför.

Testad just. Klarade trappan på 3,5 s.

Men då väger jag förstås bara 76 kg. (Det är precis 2,5 m mellan våningarna.)

[Tapio]

Halaj!

Nu när det skrivs om vikter som skall släpas upp för trappor så får jag knyta till definitionen av en hästkraft. Den lyder:
75 kp lyfts upp en meter på tiden en sekund.
För de yngre i församlingen:
Vikten ett kg har tyngden ett kp.

Omvandlingsfaktorn mellan hk och civiliserade, kristna enheter:
1 hk = 735,5 watt.
Förutom för britterna där en BHP (british horsepower) är 760 watt.
Allt fritt ur minnet. Rätta mig om jag har fel.

Vilken tekniknörd man är egentligen. Skrämmande är vad det är.

//T

[Tompaiuppsala]

Efter ett par glas vin börjar jag förstå både det ena och andra. Allt blir glasklart och självklart Det är bara att tänka logiskt... känns det som...  

Dessvärre har jag än en gång kört fast i tanken och kan inte fortsätta den här tråden och som på något vis hamnat i ett sidospår, långt från generatorfrågor  

"Kasta vatten" gör jag varje morgon   men 10 liter/sek  2,5 meter upp i luften en längre tid tror jag inte jag klarar med bara 250 W

[Zigge]

Jag kunde inte låta bli att testa trappan i vårt hyreshus. 16 trappsteg á 17 cm = 2,7 m.
Tid: 2,7 s
Vikt: 94 kg
(94 kg x 9,81 x 2,7 meter) / 2,7 sekunder = 922 watt! Jihaaa!!!  

[Edgar]

Nu ifrågasätter jag inte formler och fakta men jag försöker uppskattar hur mycket jobb det skulle krävas för att flytta tio kilo i sekunden 2,5 meter upp i luften.
Jag kan säga så mycket att jag inte skulle klara det? Skulle ni, med handen på hjärtat?  

Jag har på arbetsprov cyklat 350 W på en ergometercykel men tror inte den ansträngningsgraden skulle räcka ändå.

Om man tänker sig att höjden bara är 50 cm (en femtedel), och vikten 50 kg (5 gånger så stor) så är jobbet detsamma i Watt. Har du klivit upp på en stol någon gång? Förmodligen har det tagit mindre än en sekund dessutom!

Edgar

[ollebolle]

Jag brukade också räkna på hk-viset (det passar mig också då jag väger ungefär 75kg) tidigare men på denna sida lärde jag mig att använda mig av de metriska storheterna som ju är väldigt enkla.

kraft          N eller Newton. 9,81N=1kp (kraften av 1 kg vid ekvatorn)
avstånd     m eller meter.  
energi        Nm samma sak som Ws
effekt         W Watt

Drar man något med kraften 1N en sträcka 1m så har man utvecklat energin (arbetet) 1Nm. 1 Nm är samma sak som 1 Ws.

Här har man alltså en bra "formel" för att räkna energier och effekt.

T.ex har man Ws dividerar man med s (sekunder) så har man fått effekten W.

Har man effekten W (watt) multiplicerar man med tiden så får man energin. T.ex om man har en generator som arbetat i två timmar med effekt på 50 W har man genererat energin 50x2=100Wh eller 0,1 kWh.

Vad jag vill framföra med detta inlägg är att i storheten har man ofta även formeln. En av de få kunskaperna jag tog till mig i skolan.  

Wh ta effekten (W) och multiplicera med timmarna (h=hours). Wxh=Wh

O.s.v.

[hekaman]

Hej på er igen

Tack för alla tips och kluriga uträkningar..........

Jag vore tacksam om någon kunde rita ett kopplingsschema över hur allt kopplas...........är det bara att sätta på kablarna på batteriet och ladda. Om man har en enfas-DC-motor går det säkert bra men om det är AC?? och hur kopplar man om man har en trefas-motor?  Hur blir spänningen...........håller generatorn den konstant eller varierar den med varvtalet?

Har hört ordet laddnings-regulator men vad gör den mer exakt?

En annan fråga angående fallhöjd.............spelar det någon roll hur man utnyttjar den.........se bilden. Det jag lärde mig i skolan(4-årig teknisk för många år sen;)) så ska det vara samma hastighet på vattnet vid  både alt 1 och 2 (se bild)......stämmer det? Finns det någon fördel med endera alternativet om jag vill få ut så mycket effekt som möjligt?

Här kommer ett sidospår.....................jag håller på med modellflyg ibland(enbart el-flyg) och idag finns det väldigt fina små borstlösa trefasmotorer att ha i flygplanen. Jag har en motor som jag inte använder(se bilden).............med den proppeller jag har på så får jag en teoretisk vindhastighet(pitchspeed) på 80km/h....stämmer bra med verkligheten när jag flyger. Den drar vid fullgas 25A och spänningen är c:a 10volt under belastning, dvs 250W. 24 poler i motorn. Det sitter ett "fart-reglage" mellan batteri och motor som, tror jag, gör om DC till AC eller finns det 3-fas motorer som går på likspänning.......blir lite snurrig av alla funderingar;)

Det är ganska höga varvtal c:a 9000varv/min vid full gas..........men om jag istället håller i planet och det blåser 80km/h (23m/s) rakt på proppellern så borde jag teoretiskt få ut 250W i andra änden........eller? Är det någon som testar olika stigning på bladen till vindkraftverk för det sklijer väldigt mycket mellan olika proppar i modellflyg alla fall;) med samma motor och inmatad effekt så kan hastigheten bli dubbelt så hög med en viss stigning på proppen.  Kanske man justerar sånt här i generatorn istället, olika tjocklek på lindningarna, olika många lindningsvarv etc.

En fundering bara.............intressant å fundera lite!

Vore kul att testa lite vindkraft i liten skala...........tror ni dessa motorer går att använda eller är det för höga varvtal? Borde väl funka om man en växel eller två;)

Mvh Henrik

[hekaman]

Hej

Blev konstigt med texten..............vissa ord i högermarginalen försvann.....kanske pga bilden......

Jag provar utan bild får se om det blir mer begripligt;)

Mvh Henrik

Hej på er igen

Tack för alla tips och kluriga uträkningar..........

Jag vore tacksam om någon kunde rita ett kopplingsschema över hur allt kopplas...........är det bara att sätta på kablarna på batteriet och ladda. Om man har en enfas-DC-motor går det säkert bra men om det är AC?? och hur kopplar man om man har en trefas-motor?  Hur blir spänningen...........håller generatorn den konstant eller varierar den med varvtalet?

Har hört ordet laddnings-regulator men vad gör den mer exakt?

En annan fråga angående fallhöjd.............spelar det någon roll hur man utnyttjar den.........se bilden. Det jag lärde mig i skolan(4-årig teknisk för många år sen;)) så ska det vara samma hastighet på vattnet vid  både alt 1 och 2 (se bild)......stämmer det? Finns det någon fördel med endera alternativet om jag vill få ut så mycket effekt som möjligt?

Här kommer ett sidospår.....................jag håller på med modellflyg ibland(enbart el-flyg) och idag finns det väldigt fina små borstlösa trefasmotorer att ha i flygplanen. Jag har en motor som jag inte använder(se bilden).............med den proppeller jag har på så får jag en teoretisk vindhastighet(pitchspeed) på 80km/h....stämmer bra med verkligheten när jag flyger. Den drar vid fullgas 25A och spänningen är c:a 10volt under belastning, dvs 250W. 24 poler i motorn. Det sitter ett "fart-reglage" mellan batteri och motor som, tror jag, gör om DC till AC eller finns det 3-fas motorer som går på likspänning.......blir lite snurrig av alla funderingar;)

Det är ganska höga varvtal c:a 9000varv/min vid full gas..........men om jag istället håller i planet och det blåser 80km/h (23m/s) rakt på proppellern så borde jag teoretiskt få ut 250W i andra änden........eller? Är det någon som testar olika stigning på bladen till vindkraftverk för det sklijer väldigt mycket mellan olika proppar i modellflyg alla fall;) med samma motor och inmatad effekt så kan hastigheten bli dubbelt så hög med en viss stigning på proppen.  Kanske man justerar sånt här i generatorn istället, olika tjocklek på lindningarna, olika många lindningsvarv etc.

En fundering bara.............intressant å fundera lite!

Vore kul att testa lite vindkraft i liten skala...........tror ni dessa motorer går att använda eller är det för höga varvtal? Borde väl funka om man en växel eller två;)

Mvh Henrik

[Tapio]

En annan fråga angående fallhöjd.............spelar det någon roll hur man utnyttjar den.........se bilden. Det jag lärde mig i skolan(4-årig teknisk för många år sen;)) så ska det vara samma hastighet på vattnet vid  både alt 1 och 2 (se bild)......stämmer det? Finns det någon fördel med endera alternativet om jag vill få ut så mycket effekt som möjligt?

Halaj!

Det finns en geometrisk kurva som borde ge bäst effekt. Den kallas cykloid. Kolla här:
http://sv.wikipedia.org/wiki/Cykloid

annars kan jag inte mer om cykloiden än vad som står i länken, för under min skolgång togs den aldrig upp.

//T

[Tompaiuppsala]

Vad tror ni?