Koło rowerowe z silnikiem BLDC jako prądnica

Nov 30, 2020 48 Replies

Czołem, czy ktoś z szanownych grupowiczów robił już eksperymenty z wykorzystaniem silnika BLDC od roweru jako wiatrak do ładowania akumulatora 12V? Chodzi mi o praktyczne pomiary i turbinę VAWT lub HAWT.



Skłaniam się raczej do VAWT bo nie mogę tego wysoko wystawiać, max 4m a tutaj sporo rozwiazań w zakresie "śmigieł"/rozpiętości i w sumie trudno wybrać. To nie może być konstrukcja wielgachna ale szukam optymalnych rozwiązań. Nie podnoszę tutaj prędkości wiatru, lokalizacji chociaż to bardzo istotne ale nie w tym wątku. Interesuje mnie rozwiązanie ok 5m/s jako skuteczne. Niby są jakieś dane na elektrodzie/forach ale nie znalazłem szczegółowych opisów dla niskich obrotów/mocy (chodzi o ~30-50W) bo więcej nie potrzebuję. Niby te silniki BLDC maja moc 250W (36V) i jeden już sobie zaimplementowałem do roweru jako prądnicę (działa znakomicie) i mogę opisać bo rewelka z oświetleniem, ładowanie telefonu ale chcę zrobić wiatrak, który będzie mi doładowywał akumulator 12V 60Ah (mam już solara 100W) ale o tej porze roku słoneczka jakoś mało ale czasem dmucha ładnie.



Coś zacząłem już kleić ale wiatru nie ma ostatnio (max 2m/s) więc nici z badań i stąd zapytanie czy warto użyć BLDC rowerowego, czy raczej samemu kombinować cewki, magnesy zamiast gotowca?


Użytkownik "LordBluzg®" napisał w wiadomości grup dyskusyjnych:5fc53687$0$500$ snipped-for-privacy@news.neostrada.pl...

IMO - VAWT to trudnosci z łożyskowaniem i wytrzymaloscia, ale przy maluchu moze sie uda.

Tego typu konstrukcja np

formatting link
No i ponoc VAWT wymaga rozruchu, bo samo nie ruszy ... trzeba bedzie nad sterownikiem popracowac :-)

Tzn jak - pedalami ladujesz ? No, jesli ludzie pedaluja dla zdrowia, to czemu nie :-)

Ale obroty pasuja ?

IMO - samemu nie zrobisz. A przynajmniej nie dobrze.

Rowerowy powinien byc w miare dobry, bo chyba sie tam staraja o sprawnosc ... ale czy obroty pasuja ...

J.

W dniu 30.11.2020 o 19:44, J.F. pisze:

Tutaj problemu z łożyskami nie ma. Koło ma zamontowane łożyska fabryczne, raczej solidne bo muszą udźwignąć ok 50Kg (rower z jeźdźcem) a konstrukcja łopat raczej jest lżejsza. Co prawda rozłożenie siły nacisku idzie na jedno łożysko ale ja nie widzę tutaj problemu.

To zależy czy turbina jest Darrieus Savonius. Savonius nie wymaga rozpędzania :) Stąd też pytam o wydajność/doświadczenia.

Jak najbardziej. Nie jeżdżę wyczynowo ale turystycznie.

Pasują jak najbardziej. Przy prędkości 5km/h mam 3A ale używam ok 1A ładując akumulator 15Ah/6V (instalacja 6V bo prądnica przy 10km/h osiaga dopiero napięcie 12V a nie chciałem stosować przetwornicy step UP. Zastosowałem step DOWN). Co do "czucia" obciążenia to przy 1,5A praktycznie nie odczuwalne ale 3A już czuć (mam potencjometr do obciążenia więc mogę sobie regulować). Hamowanie odbywa się z podaniem maxa do akumulatora i idzie tam ok 10A przez ok. 10sek, co skutecznie go podładowuje :) zatem na brak energii w rowerze nie narzekam. <4tys lumenów skutecznie oślepia, znaczy oświetla drogę (regulowane):D

Czekam na wiatr co rozgoni... znaczy już zrobiłem wiatrak VAWT z rur PCV

8szt wys 1m ale nawet działkowe butelki PET na krety się nie kręcą bo nie ma wiatru ostatnio :(

Właśnie będę zmierzał do obliczeń, bo nie zrobiłem...ile obr/min muszę uzyskać żeby wyciągnąć 2A 12V. Wygląda że 120obr/min bo kręcąc ręką

2obr/sek wychodzi mi 13V. Co prawda jak obciążę to żarówką 21W to ciężko idzie więc tutaj będzie kombinacja z długością ramion turbiny, żeby pokonać obciążenie...ale to dopiero pierwsze próby i kiedy wiatr się pojawi to mogę robić pomiary. Liczę, że ktoś już próbował bo w filozofię też jestem dobry :p

W dniu 30.11.2020 o 20:27, LordBluzg® pisze: [...]

Tak generalnie to może być mniejsza prędkość obrotowa bo przecież można zastosować podwajacz napięcia czy jakiś sterownik (sporo rozwiązań) albo przetwornicę step UP. Gdzie nawet przy 60obr/min mam jakąś moc. Jaką? No i tutaj jest znak zapytania. Mogę to określić w sumie ręcznie i chyba po jutrze zrobię dokładne pomiary kiedy mam możliwość uzyskania

30W (12V/3A) z określeniem siły na każde 0,5m promienia odległości od środka wirnika.

Problemem jest tylko obciążenie mechaniczne/łopat/ramion/prądnicy/obrotów do uzyskania najlepszej skuteczności. Pomijam też miejsce ustawienia wiatraka, bo oczywiście że wybiorę jakiś "komin" a mam taką możliwość w sumie, posiadając na działce 2 świerki o wysokości 15m. Ten problem jednak pozostawiam sobie jako "dopalenie" całości. Interesuje mnie zatem wynik warunków surowych. Czasu ostatnio więcej na dziubania więc po pierwszych testach z obsługą wiatru, uzupełnię dopiski :)

W dniu 30.11.2020 o 21:17, LordBluzg® pisze:

AutoPac "Pojutrze"

Piłem, bo mogę :]

W dniu 30.11.2020 o 19:14, LordBluzg® pisze: [...]

Zdjęcie poglądowe.

formatting link

Użytkownik "LordBluzg®" napisał w wiadomości grup dyskusyjnych:5fc547c3$0$536$ snipped-for-privacy@news.neostrada.pl... W dniu 30.11.2020 o 19:44, J.F. pisze:

IMO - zalezy jak te turbine zamocujesz. Jesli pradnica bedzie gdzies w srodku jak tu

to obciazenia nieduze. Jesli niesymetrycznie, to pojawia sie duze momenty, a wiec i sily.

Ale Savionius chyba mniej wydajny.

Turystycznie to mi pary brakuje na jezdzenie, ale ja kondycji nie mam :-(

Ja o pradnicy pisze.

J.

Użytkownik "LordBluzg®" napisał w wiadomości grup dyskusyjnych:5fc5535e$0$555$ snipped-for-privacy@news.neostrada.pl... W dniu 30.11.2020 o 20:27, LordBluzg® pisze: [...]

Problem jest w samej pradnicy, bo one lubia szybkie zmiany pola, a wiec duze obroty. Przy niskich wydajnosc spada.

J.

W dniu 01.12.2020 o 12:24, J.F. pisze: [...]

Zdjęcie już podałem więc nie widzę problemu.

Jesli uzyskam przy 5m/s 30W to mi wystarczy. Nie potrzebuję nadwyżek prądu bo nie mam co z nim zrobić. Akumulator potrzebuje 2-3A i tyle wystarczy.

Ja też nie mam kondycji a jazda 20km/h mi wystarcza na rozruszanie dupska i często jeżdżę z przyczepką (siedzi tam pies) do lasu odległego o parę kilometrów czy na działkę.

To nie problem dla mnie, jednak to czasochłonne, stąd pytanie do grupowiczów, czy coś takiego ktoś już robił z kołem od roweru. Wykonanie cewek, magnesy itd to też jakiś nakład finansowy a koła rowerowe są dla mnie dostępne groszowo. Silniki BLDC w rowerach są wykonane solidnie i z punktu są nastawione na nieduże obroty (ilość cewek/magnesów) co można sobie odszukać u producentów a ich moc odpowiednia dla moich potrzeb. Skoro turbiny wiatrowe (nawet ta do której linkujesz) mają moce 1000W i więcej to chyba logiczne że wiatr musi pokonać opór obciążenia i wytworzyć taką moc.

Sprawdziło mi się doskonale w rowerze i mam tam spokojnie 30W (uzyskałem znacznie więcej w testach) więc kombinuję z wiatrakiem. Sam możesz obliczyć sobie obroty koła wiedząc że średnica koła to 28' a prędkość

15km/h produkuje wspomniane 12V 30W to wychodzi coś ok 120obr/min a takie turbiny osiągają obroty do ok 200obr/min co prawda przy dużych wiatrach. Mi się jednak wydaje bardzo mocno, że istota leży w wykonaniu odpowiednich ramion i powierzchni "skrzydeł" dla pokonania siły oporu obciążonej prądnicy. No nic, muszę poczekać aż zawieje, żeby eksperymentować :/ Możliwe, że docelowo będzie to połączenie obu stylów czyli Darrieus i Savonius w jednym, coś jak tutaj ale inaczej :D
formatting link

W dniu 01.12.2020 o 12:28, J.F. pisze:

Skoro (tak domniemam) przy 300obr/min mam 250W, co prawda to jest to moc producenta podana jako silnik a nie prądnica to przy 30obr/min powinienem mieć 25W a docelowo wystarczy mi 60obr/min. Wiem, ze to nie jest liniowe ale jak wspomniałem, najpierw dokonam doświadczalnie pomiaru siły promienia/długosci obciążając prądnicę na 30W (żarówka) a dopiero później przyjdą doświadczenia wykonania łopat turbiny, żeby uzyskać zadowalające mnie parametry. BTW w filmiki na YT nie wierzę, bo ściemniają tam maksymalnie :D Tutaj masz jakiś przykład:

formatting link

Użytkownik "LordBluzg®" napisał w wiadomości grup dyskusyjnych:5fc6372c$0$512$ snipped-for-privacy@news.neostrada.pl... W dniu 01.12.2020 o 12:28, J.F. pisze:

Trudno powiedziec na ile sciemniaja, bo twierdzen tam malo, rozmiary nieokreslone, a moc maksymalna ... moze przy 120km/h wiatru :-)

Za to na YT widac, ze te male Darreniusy potrafia sie dosc zwawo krecic ...

J.

W dniu 30.11.2020 o 22:59, LordBluzg® pisze:

wiatraka. druga sprawa ze aby uzyskać skuteczność, "łopata" która pcha "tam" musi swoim profilem pomagać łopacie która "z powrotem". Daj wieksze łopaty, dwie obręcze i jak zawjeje zrób ognisko - może zobaczysz jak to działa. gorąco życzę powodzenia i czekam na relacje

ToMasz

ps Wiesz ze na allegro są wiatraki za 5 sówek?

W dniu 01.12.2020 o 22:40, ToMasz pisze:

Od czegoś musiałem zacząć.

To są rury PCV pocięte na połowę w ilości 8 szt. Nie kombinowałem z modelowaniem łopat, bo najpierw chcę uzyskać efekt zdolny do zrobienia pomiaru. To było najszybsze i najtańsze rozwiązanie.

Dwie obręcze to dodatkowe tarcie drugiej obręczy. Na pewno nie pomaga.

Łopaty są zamocowane dobrze i na pewno się nie odkształcą nawet jeśli to się mocno zakręci.

formatting link

Czytałeś opisy? To co można kupić i "prawie" działa potrzebuje 11m/s (40km/h) i to już jest wietrzysko, żeby dostać ~80W a i to wątpliwe. Są testy na YT, gdzie montowano takie wiatraki na samochodzie i robiono pomiary przy różnych prędkościach.

Wystarczy spojrzeć przy drodze, bo są takie zestawy solar+wiatraczek i zobaczyć kiedy się to kręci. Praktycznie zawsze stoją nieruchomo jak jadę samochodem i obserwuję.

formatting link
Reszta ofert to ściemnianie bo 500W na takim samym wiatraczku to zwykła sciema :)

W ogóle opisy, że coś produkuje energię użytkową przy 5m/s (20km/h) siły wiatru to też jakieś nadwyrężone opisy ale wiem że to możliwe pod warunkiem wykonania odpowiedniej konstrukcji a ta nie może być mała (ramiona) z uwagi na pokonanie oporu samej prądnicy nie wliczając jeszcze obciążenia. No nic, czekam na wiatr. Dzisiaj coś drgnęło z wiatrem ale to ok 3m/s (muszę sobie kupić anemometr) żeby dokładnie zmierzyć siłę wiatru. Przyda się na pewno jak będę ustalał lokalizację docelową, czyli tam gdzie najlepiej wieje (komin wiatrowy). Turbinka lekko drgnęła ale do pełnego dobrego obrotu brakuje jeszcze co najmniej raz tyle.

W dniu 01.12.2020 o 19:11, J.F. pisze:

Grzebiąc wincyj w Internetach, trafiłem na ciekawe i [prawdziwe] rozwiązania w zakresie VAWT z rur PCV.

formatting link
ktoś kombinował z kołem od roweru ale nie jest to silnik BLDC lecz standardowa prądnica używana obecnie w rowerach. Wiadomo, moc niewielka ale działa przy niewielkim wietrze.

Tutaj już większa konstrukcja ale 100W.

formatting link
Tutaj masz porównanie zwykłego Savoniusa do mojej konstrukcji
formatting link
A tutaj fajne wyliczenia/testy i zmiana konstrukcji "śmigieł/skrzydeł" i dość obiecujące rozwiązanie:

formatting link
z programem w excellu do obliczania wymiarów.

Wykon:

formatting link
formatting link
Testy różności:
formatting link
Spore podniesienie wydajności w yym niemieckim projekcie. Jutro ma zacząć u mnie wiać ( więc będą pierwsze pomiary. Jak dotąd przy wietrze

20km/h obraca się obecna turbina ale jeszcze słabo. Ponieważ muszę mieć porównanie, to właśnie wykonuję drugą turbinę korzystając z tego niemieckiego projektu ale jednak oprę się o cztery łopaty a nie trzy (mogę sobie modyfikować).

Mając trochę czasu w "długiezimowewieczory" chyba zrobię sobie modelarnię z wentylatorów i pokombinuję z łopatami/śmigłami VAWT. podobnie jak to ktoś robił w powyższym linku. Długość ramion oczywiscie że ma znaczenie jeśli chodzi o moment ale im dłuższe ramiona tym mniejsza prędkość obrotu i to właśnie muszę dobrać do silnika BLDC żeby uzyskać jak najlepszą skuteczność.

W dniu 01.12.2020 o 22:40, ToMasz pisze:

Tak tylko dla potomności. Wykonałem jednak prototyp turbiny VAWT typ C w oparciu o 3 rury PCV Fi110 długość 1000mm na kole rowerowym (średnica wirnika 70cm) ze "standardowym dynamem w piaście" i osiągnąłem 10W przy wietrze 4m/s (10km/h). Startuje przy 1,5m/s czyli całkiem ładnie.

według projektu:

formatting link
Jest to znacznie lepszy efekt niż 8 rur PCV z pierwszego projektu przy tej samej średnicy wirnika.

Następnym krokiem jest wykonanie (chyba) ostatecznej wersji rura PCV Fi200mm długość 1500mm średnica wirnika 1300mm co według obliczeń da mi spokojnie 50W mocy przy wietrze 4-5m/s (20km/h). Przy tych słabych wiatrach działa to dość dobrze i silnik BLDC spełni moje wymagania. Opiszę to później, kiedy wykonam ostateczny model. Będzie to coś na kształt tego:

formatting link
a gość (opis) robił to na potrzeby 1kW

Teraz trzeba wykombinować jak to koło wpleść w taką konstrukcję (problem z wagą "skrzydeł/PCV+aluminium 2mm" i mocowaniem do obręczy koła) możliwe że zdecyduję się na demontaż szprych, kopię w/w projektu z YT a samą prądnicę podłączę na końcu. Przynajmniej będę miał wirnik typu "solo" jak na w/w filmie z YT i możliwość podłączania różnych prądnic. A miało być prosto z górki i za grosze :)

Całość powinna zamknąć się w kosztach do 1kzł max (blacha droga) ale to i tak taniej niż dodatkowe panele słoneczne z których o tej porze roku "gówno jest". Mam dość dobrą lokalizację i te 4m/s to praktycznie wieje cały czas, przynajmniej większość dni w roku.

Wrócę do wątku jak skończę budowę i będą fotki, filmy, dane pomiarowe. Na dzień dzisiejszy, wygląda że nie jest to jednak droga donikąd co dobrze wróży całej zabawie :)

...bo na działce rekreacyjnej nie mam w ogóle zasilania energetyki, stąd zabawa...

Użytkownik "LordBluzg®" napisał w wiadomości grup dyskusyjnych:5fd4fd4e$0$541$ snipped-for-privacy@news.neostrada.pl...

Wow ... cos jakby Savonius i Darrieus w jednym. Ciekawe jak sobie radzi ... musialbys zrobic kilka roznych dla porownania :-)

Tylko ze tu ... im wieksza srednica, tym wolniejsze obroty, wiec pradnica gorzej pracuje :-)

J.

W dniu 14.12.2020 o 15:25, J.F. pisze:

Ten model turbiny powstał w latach 70-80 i jakoś nie widziałem tego nigdy w realu ale jak dotąd jest to obiecujący model (testy prototypu wypadły pomyślnie).

Zrobiłem prototyp. Na 4 płatach i kręci się wolniej. Wynika to oczywiście z "zacieniania skrzydeł" jak się wczytasz w ten niemiecki projekt, to jest tam ładnie opisane jedno skrzydło z obciążnikiem (film). Stosując 3 śmigła pokrywasz powierzchnię (w zależności od średnicy całego wiatraka) w 95% przy czterech śmigłach jest większe "zacienienie" i otrzymujesz mniejsze obroty...i moc. Zwiększając średnicę, możesz stosować 4-5-6 łopat ale wtedy płaty muszą być mniejsze i obroty są niewielkie. Najbardziej wydajne jest to właśnie przy 3 śmigłach jako zbalansowana najlepsza wydajność. Przy 4 śmigłach startuje to lepiej ale obroty są mniejsze.

Większa średnica daje ramię, które teoretycznie daje większą moc. To też należy obliczyć do punktu zapotrzebowania i mocy. Moje koło od e-bike (BLDC) z uwagi że jest spasowane na MAXA daje dość duży opór bez podłączenia czegokolwiek. Ręką ośki nie obrócisz ale z nakrętkami już tak. Powyliczałem, że najodpowiedniejsza będzie średnica wiatraka 1200mm i wysokość łopat 1500mm na rurze fi 200, żeby pokonać opór koła przy wietrze 1m/s bez problemu.

Sprawdziłem też, ile obrotów potrzebuje ten BLDC , żeby uzyskać 14V 3A.

90obr/min daje radę. Przy wietrze 5m/s 99% wypadł ten wynik. Zastosuję jednak przetwornicę step UP albo podwajacz napięcia (oczywiście diody schottkiego 5A/100V) dają radę bo to 3 fazy, żeby przy niższych obrotach już korzystać z ładowania.

Główkując jak jednak osadzić całe koło bez demontażu szprych, wpadłem na genialny pomysł opasania tego koła rurami stalowymi cienkościennymi (alu jest nie wskazane bo nie jest sprężyste) w kształcie trójkąta równobocznego. Rury wpasowane w obręcz koła, tam gdzie przychodzi dętka będą miały po 4 punkty podparcia, co stabilizuje całość i nie muszę kombinować z mocowaniem do obręczy w inny/dziwny sposób. Ze wzoru łatwo obliczyć, że jeśli średnica koła 28' ma 64cm to wierzchołki trójkąta będą tworzyć koło o promieniu 128cm co akurat bardzo mi pasuje i co najważniejsze tworzy idealną konstrukcję w trójkąt. Otrzymałem w ten sposób po 2 rury do wsparcia każdego z 3 śmigieł i tylko zepnę to płaskownikiem z alu na szczycie łopat (trójkąt) tej turbiny co bardziej wzmocni konstrukcję i będzie stabilne.

Właśnie kombinuję w/w i jeszcze nie wiem czy będę spawał te rurki czy zrobię to na śrubach. Na razie szukam dobrych materiałów a jutro jadę obczaić ile gość chce za blachę alu 2mm 1500x1500 z pocięciem na

1500x500 szt 3 i przygięciem na średnicę 1200mm (łopaty muszą mieć zaokrąglenie). Jak mi zaśpiewa wysoko to zrobię to z blachy ocynk 1mm i też styknie, tym bardziej że blachę idzie spawać łatwiej niż alu do którego musiałbym się bawić z nitami czy śrubami.

Akurat teraz nie wieje, więc mam czas na zabawę :D

BTW, zobacz tutaj. 6 śmigieł w takiej konstrukcji (tyle że to wielkie) i

200W mocy przy 5m/s
formatting link
a inne wiatraki w okolicy ani drgną :D

poniedziałek, 14 grudnia 2020 o 19:10:08 UTC+1 LordBluzg® napisał(a):

To Twoje z tym z projektu ma tyle samo wspólnego co barwa na kurierze z kurwą na barierze. Nie wstydzisz się publicznie pokazać takie gówno co zrobiłeś.

formatting link
jak ulał.

W dniu 14.12.2020 o 20:34, Zenek Kapelinder pisze: [...]

Zenuś, debilu jeszcze fotki nie dałem z obecnego projektu a ty już wiesz co zrobiłem :]

Zenuś, zejć mi z drogi boci się próchno z dupy sypie, Zenuś :)

Nawet czytać już nie umisz :D

poniedziałek, 14 grudnia 2020 o 20:54:06 UTC+1 LordBluzg® napisał(a):

formatting link
nie ty ujebałes to gowno?

Join the Discussion

Have something to add? Share your thoughts — no account required.

Didn't find your answer?

Ask the community — no account required