Einen Generator selber bauen?! Ja, das versuche ich jetzt einfach mal


Die Spulen sind gewickelt und warten nun auf ihre exakte Montage um die Generatorscheibe.
Die Spulen sind gewickelt und warten nun auf ihre exakte Montage um die Generatorscheibe.


Vielleicht hat es schon jemand mitbekommen. Ich baue jetzt einen Stromgenerator. Warum? Weil es mich interessiert. Ist das sinnvoll? Vermutlich nicht, aber egal. Los geht's. Hier gibt es einen Überblick über die einzelnen Bauabschnitte bis hin zu den Leistungstests mit zahlreichen Videos. 

Im Hinterkopf schwelte dieses Projekt schon immer. Der letzte Antrieb fehlte mir aber meist. Vor einigen Wochen bin ich dann über diesen Beitrag in einem Windkraftforum gestolpert. Da geht es auf 37 Seiten um den Bau eines eisenlosen Generators. Diese Bauweise hat mich irgendwie gepackt, sodass ich sofort loslegen musste, um es selbst auzuprobieren. Mein selbst gestecktes Ziel dabei: Die Kosten gering zu halten und am Ende einen funktionierenden Stromgenerator komplett selbst gebaut zu haben.  

Die Vorbereitungen    

Bei Ebay habe ich günstig 50 Stück Neodymmagnete erstanden. Zusätzlich ist noch ein Kilogramm Kuopferlackdraht im Warenkorb gelandet. Restholz, Gewindestangen, passende Muttern, 2K-Kleber und andere nützliche Kleinigkeiten hatte ich eh noch vorrätig.  Also konnte die Reise beginnen.     

Und so weit ist das Projekt bislang gediehen 

Im ersten Teil geht es um den Bau eines Teststandes, der Generatorscheibe und dem Freilegen der Magnetschlitze. Und hier bin ich in gleich in die erste Fallgrube getappt. Ich hatte ohne groß zu überlegen einfach 30 Magnete vorgesehen, die später von 15 Spulen abgedeckt werden. Mit dieser Entscheidung abe ich mir gleich zum Start einige Optionen der späteren Verschaltung genommen, wie auch die Möglichkeit, die Spulen in zwei gleiche Stränge aufzuteilen. Tja, zu schnell agiert mal wieder, aber ich denke, es kann trotzdem noch was werden.       

 

Im zweiten Teil werden die Magnete eingeklebt und eine Wickelvorrichtung für die Spulen entsteht. Testspulen lassen den ersten Strom fließen. Um den Wechselstrom gleich zu richten habe ich mir aus einer alten, defekten LED-Birne den Brückengleichrichter ausgeliehen.      

 

Im dritten Teil wird es konkreter. Ich taste mich an die perfekte Wicklung der Spulen heran. Mit Akkuschrauber und Multimeter werden verschiedene Leistungswerte ermittelt.    

 

In Teil vier geht es darum, die einzelnen Spulen möglichst exakt zu den Magneten auszurichten und in einer zweigeteilten Halterung zu fixieren. So kann man alles später wieder zerlegen, was sich noch als sinnvoll zeigen wird. Außerdem baue ich hier die ausrichtbare Plattform, die dafür sorgt, dass die Generatorscheibe später optimal durch die Spulen hindurchlaufen kann. Das hat mir doch einiges an Hirnschmalz abgefordert, weshalb es auch etwals länger gedauert hat bis zum nächsten Video. Und kurz bevor der erste Strom fließen konnte, hab ich dann noch einen Kurzschluss in einer der Spulen festgestellt. War es das?   

 

Teil 5 ist nun doch schon da. Der Austausch der defekten Spule hat erstaunlicherweise ganz gut funktioniert. Also kann endlich Strom fließen. Yes. Und ja, der Generator funktioniert, zumindest zeitweise. Immer wieder scheint der Strom nicht getrennt durch die beiden Spulensträngen zu fließen. Die Vermutung bestätigt sich durch genauen Messungen. Mist, noch ne Spule defekt, dieses Mal mittendrin und dadurch sicher etwas komplizierter zu ersetzen. Strafrunde.        

 

Endlich, endlich konnte ich die Spulenprobleme hinter mir lassen, indem ich eine weitere Spule ausgetauscht habe. Puh. Dann ging es endlich ans Testen. Erst kleine Motoren, Lüfter, LEDs. Dann mit Wechselstrom Energieparlampen, ein Saugmotor aus nem Staubsauger und schließlich E27-Halogenlampen, die auch mit Gleichstrom funktionieren. Ach ja und neue Gleichrichter habe ich mir auch gegönnt, nachdem der Kleene aus der Lampe zweimal hat leichte Rauchschwaden aufsteigen lassen. Ergebnis der letzten Testrunde: Bei drei Lampen (2x77 Watt und 1x57 Watt) schafft der Generator knapp 160 Volt und 0,76 Ampere. Ergibt: ~120 Watt Leistung.

Also erst einmal bin ich froh, dass der Generator überhaupt so gut funktioniert, geschaffen komplett im Eigenbau. Aber: Ich habe keine Ahnung welche Maximale Leistung der Generator bringen kann. Wie kann ich das ermitteln?  Und wo könnte man das System noch verbessern für mehr Ertrag?  

Nicht zuletzt stellt sich nun die Frage, was fange ich damit an? Windrad? Ergometer :-) ? Tipps, Anregungen, Kritik oder auch Lob bitte gerne als Kommentar hier lassen. Hier noch das Beweisvideo:

 

Jetzt habe ich es endlich geschafft, den Generator auszumessen, was mir ein User bei Youtube geraten hatte. Das kam heraus.  So ganz steige ich da aber immer noch nicht durch. Was sagen mir die Daten nun mit Blick auf optimale Drehzahl, maximale Leistung usw.?  Was wäre der optimale einsatzbereich für diese Konstruktion? Und wie sollte ich einen neuen Generator auslegen, damit er bei deutlich wenige Umdrehungen optimal werkelt?  Über Anregungen hier als Kommentar oder bei Youtube würde ich mich freuen.     

 



Kommentare

Sehr schön dokumentiertes Projekt.

Du fragst nach einer sinnvollen Verwendungsmöglichkeit.
Mir würde da ein Kurbelgenerator für das Aufladen eines Smartphones einfallen. Das besondere daran wäre, dass der völlig Getriebelos ist. Das wäre ein Thema für ein 8. Video.

Du fragst dich, wie hoch wohl die maximale Leistung deines Generators ist. Der limitierende Faktor ist hier einzig die Thermik. Je mehr mechanische Leistung du in den Generator reinsteckst, je mehr wird er elektrisch erzeugen. Der limitierende Faktor ist hier die Temperatur. Irgend wann wird er zu heiß.

Interessanter wäre den Wirkungsgrad des Generators bei verschiedenen Drehzahlen und Lasten zu kennen. Hierzu müsstest du den Stator pendelnd lagern (wie hier beschrieben: "ksb.com/de-global/kreiselpumpenlexikon/artikel/pendelmotor-1100878") und das Drehmoment mittels einer Küchenwage messen. Den Wirkungsgrad bestimmst du dann in dem du die elektrische Ausgangsleistung (P = I² * R) durch die mechanische Eingangsleistung (P = M * Omega) teilst. Das wäre ein schönes Thema für ein 9. Video!

P.S. ich bin übrigens der User CFD aus dem Forum "dasWindrad.de" der damals Beiträge in den Threads über den Ringgenerator beigesteuert hat.

Bild von admin

Hallo CFD, vielen Dank für die tolle Rückmeldung und die Ideen für eine Fortsetzung der Reihe. Und das alles nach sooo vielen Jahren nach den Beiträgen im Forum!  Ich werde mich auf jeden fall mal in die genannten Punkte einlesen. 
An dieser Stelle muss ich jedoch mitteilen, dass das Projekt mittlerweile nicht mehr existiert. Erst vor ~ zwei Wochen habe ich das Teil zurückgebaut, nachdem es mehrere Monate meine Werkbank versperrt hatte. Mir ist einfach nichts sinnvolles eingefallen, was ich darüber hinaus mit dem Gerät anstellen könnte. Und es war ja von vorneherein als Experiment angelegt, zum lernen und ausprobieren.
Ganz abgehakt ist das Thema allerdings noch nicht. Ich meine jetzt die ausschlaggebenden Faktoren beim Generatorbau besser zu kennen, wo Probleme lauern usw. Mir schwebt vor, irgendwann einen etwas ernsthafteren Versuch zu starten, mit stärkeren Magneten in einer dauerhaften Konstruktion. Ein Generator, den man am Ende tatsächlich in irgendeiner Form nutzen kann mit entsprechender Leistung. Mal schauen wann es mich überkommt.
Und selbst? Immer noch im Generatorbau aktiv?  Viele Grüße 

 

 

Hallo Jens,
passend zum Thema gibt es auf Youtube ein recht aktuelles Video, in dem für einen selbstgebauten Scheibengenerator der Wirkungsgrad bestimmt wird.

Das Video heisst: "Motoren als Generator? Oder Scheibenläufer? - Thema Windrad" im Kanal von BeatbuzzerGebastel

Grüße cfd

Bild von admin

Danke, das schau ich mir mal an. Vielleicht kommt dabei ja die Lust auf Stromerzeiger zurück ;-)  

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