Herdlüftermotor als Generator benützen

[i_make_it]

Frage an Radio Eriwan:
Kann ich mit diesem Motor und diesem Lüfterrad Strom erzeugen?

Antwort:
Im Prinzip ja.

Wenn man es darauf runterbrechen möchte , dann ja.
Im Prinzip Ja aber praktisch haben die Naturgesetze etwas dagegen.
https://upload.wikimedia.org/wikiped...rbinen.svg.png
In dem Bild sieht man Fallhöhen und Wassermenge sowie die verschiedenen Bauformen gegenübergestellt.
Bis so ein Bild gezeichnet werden konnte sind ein paar zig tausen Mannstunden an Ingenieurswissenschaftlicher Arbeit und Versuch und Irtum in den letzten paar Jahrhunderten draufgegangen. Mann kann also davon ausgehen, das es da nicht mehr all zu viel Spielraum gibt, das alle die was dazu beigetragen haben etwas übersehen haben und man jetzt alles auf den Kopf stellen kann.

Die Bauform des Radiallüfterrades ist gegeben und der Motor ist gegeben.
Aber die Physik kann man nicht einfach austauschen.
Also entweder eine der Komponeten austauschen oder die Randbedingungen anpassen damit es funktioniert.
Im Thread wurden jetzt verschiedene Vorschläge gemacht was man wie machen könnte.
Auf die Schnelle kann aber z.B. ich nicht den Stoff aus 4 Semestern (Pumpen und Verdichter - Turbinen und Verbrennungskraftmaschinen) rüberbringen.

[Chiroptera]

Hallo zurück!

Da hat sich ja einiges getan... bei uns auch:

Wir haben den Motor vom Modellhubschrauber (nicht gross, so grösserer Zimmerbrummer) gleich mit dem Getriebe und den Getriebestangen an den Rotor gehängt.
Die Übersetzung ist schätzungsweise 1:7.
Mit einem gezielten Wasserstrahl (Duschschlauch) liessen sich tatsächlich bis zu 3 V Spitzenspannung messen (ohne Verbraucher).
Eine 3V LED liess sich damit nur schwach flackernd erleuchten.
Eine viel kleinere LED aus einer billigen Autofernsteuerung lässt sich damit gut erleuchten. Ich vermute allerdings, dass sie das nicht lange tut, da sie ohne jeden vorwiederstand betrieben wird.

Die Idee mit dem Wirbel zur verstärkung finde ich gut.
Damit würde man sicher an Kraft gewinnen.
Uns fehlt es bei diesem Motor eher an Umdrehungen um erst mal auf Spannung zu kommen. Trotz der Übersetzung.
Ich vermute, das liegt in seiner Natur als Helimotor.

Weiss nicht, ob man ohne übersetzung beim Dynamo genug touren erreichen würde. Jedoch... die neueren leuchten la auch bei extrem langsamer Fahrt. Da würde vielleicht mehr Energie abfallen als beim Helimotor. Sind ja auch auf Erzeugung ausgelegt.

Mal schauen, wies beim Brunnen aussieht, wir werden wohl noch Schläuche anschliessen müssen, um etwas Druck aufzubauen.
Aber das ist ja genau perfekt für den Lerneffekt.
Was ich mich noch frage: wenn wir das Wasser aus dem Brunnen lassen und so der Strahl weiter fällt.... ob sich dann mehr oder weniger Leistung erzeugen lässt. Das werden wir ja bald herausfinden...

[Ceos]

Was ich mich noch frage: wenn wir das Wasser aus dem Brunnen lassen und so der Strahl weiter fällt.... ob sich dann mehr oder weniger Leistung erzeugen lässt. Das werden wir ja bald herausfinden...

Die Antwort ist simpel: potentielle Energie

Das, was Wasser speichert und umwandelt wenn es von einem höheren Platz zu einem niedrigeren Platz fließt oder "fällt" nennt man potentielle Energie, die wird beim bewegen in kinetische Energie umgewandelt, am Schaufelrad durch Impulserhaltung an das Schaufelrad übergeben und über die Achse an den Generator der dann elektrische Energie ausmacht.

Je weiter das Wasser ungehindert fallen kann um so mehr potentielle Energie wird in kinetische umgesetzt und um so mehr Leistung kannst du umwandeln.
Energie geht auch verloren, z.B. Reibung in zu langen Schläuchen, Verwirbelung durch ungünstige Führung oder die Kraftkopplung zur Turbine oder eben die Energieumwandlung im Dynamo selber die nicht optimal arbeitet.

Wenn du also die Turbine tiefer hälst oder den WAsserbehälter höher, hast du mehr potentielle Energie wegen größerer Höhendifferenz die Umgewandelt werden kann.

Wenn die Kraftkopplung stimmt (optimierte Turbine) und der Generator optimal umwandelt, erreichst du maximale Effizienz.


Alternative aber unsinnige Energiegewinnung ohne fließendes Wasser (zum Verständnis der Energieumwandlung)

Die potentielle Energie könnte man auch umwandeln, wenn du z.B. das Wasser im Gefäß lässt und das Gefäß auf eine Zahnstange steckst und dann das Gefäß loslässt.

Beim herabfallen des gefüllten Wassergefäß wird die gesamte potentielle Energie des WAsser und des Gefäßes selber in kinetische Enerrgie übertragen und kann über ein Zahnrad von der Zahnstange auf einen Generator gekoppelt werden
Ist im Prinzip das genau gleiche aber natürlich völliger Bockmist aufzubauen :P

[i_make_it]

Eine LED ist natürlich für eine schwankende Stromquelle ein eher ungünstiges Demonstrationsobjekt als Verbraucher.
Eventuell mal eine Fahradbirne nehmen. Bei einer LED bräuchte man eigentlich eine Konstantstromquelle und eine stabilisierte oder nach oben begrenzte Spannung damit diese nicht zerstört werden.
Diese Problematik ist aber natürlich ein gutes Beispiel für den Aufwand den Energieversorger betreiben müssen um das Stromnetz stabil zu halten obwohl ständig Verbraucher Erzeuger(Solar und Windkraft) schwankende Werte liefern.

Wie Ceos ja schon geschieben hat nimmt die potentielle Enrgie mit der Fallhöhe zu.
Wpot = m * g * h
Da die Schwerkraft als konstant angsehen werden kann (keiner baut ein Wasserkraftwerk, hoch bis in den Weltraum),
nimmt bei gleicher Masse (m) die Energie also mit der Höhe (h) zu.

Von der Bauform ist der Radiallüfter eine Gleichdruckturbine.
Dort interessiert nicht der Druck der durch die Wassersäule entsteht, sondern nur die Geschwindigkeit mit der das Wasser auf Schaufeln trifft.
Also die kinetische Energie.
Wkin = 1/2 * m *v²
Hier zählt also die Masse (m) des Wassers und seine Geschwindigkeit (v).

Nimmt man jetzt ein 10 Meter hohes Rohr das unten zu ist und füllt man es mit Wasser, hat man eine Menge potentelle Energie.
Aber überhaupt keine kinetische Energie (da sich das Wasser nicht bewegt).
Bohrt man jetzt ein 0,2mm Loch unten ins Rohr, bekommt man einen recht scharfen Wasserstrahl.
Da die Wassermenge, die pro Sekunde durch so ein kleines Loch fließt, nicht besonders hoch ist, hat man keine große kinetische Energie.
Macht man das Loch größer, wird der Wasserstrahl nicht mehr so hart sein.
Besser sind dann also mehrere kleine Löcher (noch besser wäre wenn die Löcher eine angepasste Düsenform hätten).
Vorraussetzung ist natürlich, daß das Rohr immer genug Wasser nachliefern kann.

Wie in einer Düse Druck in Geschwindigkeit umgewandelt wird, ist schön im Wikipedia Artikel zur Lavaldüse zu sehen.
https://de.wikipedia.org/wiki/Lavald%C3%BCse

Zu Düsen gibt es noch einen eigenen Absatz bei der Pelton Turbine
https://de.wikipedia.org/wiki/Pelton-Turbine#D%C3%BCsen

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[oberallgeier]

.. keiner baut ein Wasserkraftwerk, hoch bis in den Weltraum ..

[OT]Na ja, eines mit der höchsten Fallhöhe der Welt - durchschnittlich 974 m - ist das Lünerseewerk/Latschau im österreichischen Montafon. Schlappe tausend Meter sind aber noch nicht der Himmel; dabei schrumpft g um kaum ein zehntel Promille. Latschau hat fünf Maschinensätze mit Peltonturbinen und liefert damit als maximale elektrische Dauerleistung 229 MW bei einem genehmigten Gesamtturbinendurchfluss 32 m³/s. Es ist ein Pumpspeicherkraftwerk das nicht nur diese elektrische Leistung liefern, sondern auch (billigen Nacht-) Strom einkaufen kann und damit den Speicher Lünersee aus dem Abfluss-Speicherbecken wieder befüllt mit max ca 26 m³/s - also rund dreihundert Badewannen pro Sekunde. War bei seiner Inbetriebnahme 1958 das leistungsstärkste Pumpspeicherkraftwerk der Welt; Grundremmingen A konnte etwa ebensoviel, 237 MW, Block C konnte bis ca. 1300 MW liefern. [/OT]