Model-Windrad bauen. Welchen Dynamo bzw Elektro

Hallo, ich möchte für ein Schulprojekt (10 Klasse) ein Mini-Windrad bauen. Ich möchte das die Rotorblätter ca 50cm sind-. Also einen Gesamtdurchschnitt von ca 1 m. Ist das für ein Modell zu groß? Wenn ja welche Größe wer richtig. Ich möchte das Windrad nicht nur für das Projekt verwenden. Wer schon echt cool, wenn man damit in der Freizeit z.B. einfach aus Spaß draußen sein Handy aufladet oder sein Notebook damit betreibt. Welcher Motor wer der richtige? Welche Leistung, welche Drehzahl… sollt es haben? Es gibt ja 12V Motoren 7V Motoren… usw. Gibt es denn da Unterschiede außer der Leistung. Also lässt sich ein 12V Motor wenn der Wind weht schwerer bewegen als der 7V Motor. Oder macht das kein Unterschied? Wer echt dankbar, wenn ihr mir weiter helfen könnt. Ich bedanke mich schon mal im Voraus

Zum Ersten ist es relativ egal, ob 12V oder 7V Motor/Generator. Entscheidend ist die Leistung, die die Anlage umsetzen soll. Das solltest Du aber im Physikunterricht bereits gelernt haben.
Zum Durchmesser: 1m ist schon relativ verwendbar, weil ein weiterer „Störfaktor“, die Reibung, bei solchen Versuchsaufbauten auch die Sache zum Scheitern bringen kann.
Um ein Laptop oder Handy laden zu können, wird der größte Aufwand eine Ladeeinheit für einen Akku sein. Eine Einspeisung aus dem Generator wird nicht funktionieren, weil die Ausgangsspannung für das Laptop nicht gleichmäßig genug ist. Ein normaler Gleichstrommotor liefert nämlich keinen exakten Gleichstrom, sondern eine Rechteckspannung wegen der Kommutierung.
Erfolgreich würde vielleicht ein Versuch mit einem Nabendynamo sein. Der hat relativ geringe Reibungsverluste. Als Vergraucher sind Glühlampen am geeignetsten, weil denen der Spannungsverlauf egal ist. Oder Du bist in Schaltungstechnik etwas bewandert, um aus der Ausgangsspannung was verwendbares zu machen.
Viel Glück beim Bauen
Der Schneidertomm

Vielen Dank. Nehmen wir an, ich nehme kein Nabendynamo, sondern einen normalen Motor. Dann ist es doch wahrscheinlich o, dass je höher die Leistung desto höher die Reibung oder? Wenn nein. Dann bestelle ich den starken.

Hallo, hört sich interessant an dein Projekt. Auch wenn Windräder keine Alternative für die Zukunft sind, aber das ist ein anderes Thema…
Ich würde dir empfehlen einen Dynamo zu nehmen. mit einem 50cm Radius solltest du eine ausreichende Torsionskraft an der Narbe haben um mit einigen Übersetzungen experimentieren zu können. Der Dynamo sollte sich etwas schneller drehen als die Rotorblätter nehm ich an. Wieviel Kraft du aus dem Wind holst liegt daran wie Aerodynamisch du deine Rotorblätter designst. Und wie schwer sich der Dynamo drehen lässt hängt davon ab, wieviele Verbraucher du dran hängen hast. Je größer der Elektrishce Widerstand ist, desto größer ist auch der Mechanische. Schau dir am besten genau die Originale an :wink: Um eine schöne gleichmäßige Rotation zu erreichen könntest du irgendwas schweres noch auf die Achse machen. Als schwungrad. Ansonsten: Experimentier ein wenig, soviel Erfahrung konnte ich im Windradmodellbau auch noch nicht sammeln :wink:
gruß

Die Leistung des, ich nenne es mal Generator, hat mit der Reibung nicht viel zu tun. Du hast mal gelernt, dass eine Wirkung immer eine Gegenwirkung zur Folge hat (Energieerhaltungssatz). Beim Generator wird ja ein Leiter in einem Magnetfeld bewegt. Dadurch wird in dem Leiter ein Strom induziert. Wenn ein Strom durch einen Leiter fließt, der sich in einem Magnetfeld befindet, resultiert daraus wiederum eine Kraft, die aber der Bewegung des Leiters entgegen wirkt. Wenn der Generator nahezu im Leerlauf läuft, also kein Verbraucher angeschlossen ist, fließt ja praktisch kein nennenswerter Strom durch den Leiter. Es ergibt sich also auch keine Gegenkraft. Wenn jetzt ein Verbraucher angeschlossen wird, ist die Gegenkraft vom fließenden Strom abhängig. Also großer Strom, große Bremskraft. Wenn richtig große Anlagen gebaut werden (im Kraftwerk) ist natürlich auch die Spannung interessant. Weil die Leistung von Strom und Spannung abhängig sind, die Spannung aber keinen Einfluss auf die Gegenkraft im Generator hat, wird mit höheren Spannungen gearbeitet. Dadurch wird die Strom reduziert bei gleichbleibender Leistung. Das kann man aber nicht beliebig treiben, weil dann Probleme mit Isolierstoffen relevant werden.
Bei selber gebauten „Kleinstmaschienen“ spielt die Reibung natürlich auch eine Rolle. Wer kann schon ein super gehärtetes Nadellager selber einbauen. Wenn man einen Nabendynamo mit einem Dynamo vergleicht, der seitlich an den Reifen drückt, wird das sehr deutlich.
Ich hoffe, dass ich Dir nicht ganz die Lust am Bauen verdorben habe. Deshalb hatte ich auch einen Nabendynamo vorgeschlagen, weil der eigntlich so ziemlich alle Probleme beim Basteln von selber erschlägt. Kostet aber auch was.
Nochmals viel Spaß beim Bauen und Probieren.
Wünscht der Schneidertomm.

Vielen Dank. Nehmen wir an, ich nehme kein Nabendynamo,
sondern einen normalen Motor. Dann ist es doch wahrscheinlich
o, dass je höher die Leistung desto höher die Reibung oder?
Wenn nein. Dann bestelle ich den starken.

Hallo zusammen,

ich schließe mich der Frage - ein paar Jahre später - gerne an. Für ein Teamevent würde ich meine Kollegen gern in Kleingruppen jeweils ein kleines Windrad (Radius ca. 20-30 cm) aus Pappe, Plastik, Holz etc. bauen lassen. Alle bekommen den gleichen Generator, das Team mit der höchsten Leistung gewinnt :slight_smile: Die Kollegen werden nur wenige Stunden Zeit haben, deshalb will ich wenigstens die Nabe grob vorbereiten. Flügel, Mast und ein bisschen Deko sind selber zu bauen.

Meine Fragen also:

1) Welcher Generator eignet sich dafür?
Ich habe nach Lektüre dieses Beitrags mal folgenden Dynamo rausgesucht:
https://www.rosebikes.de/artikel/axa-basta-quattro-dynamo-196623/aid:196625?searchquery=dynamo
Die Kosten sollten 20€ pro Generator nicht überschreiten.

2) Welches Messgerät sollte ich nutzen um auch kleinere Leistungsunterschiede bestimmen zu können?
Habe mir dieses hier angeschaut:


Bin aber nicht 100%ig sicher, wie ich zur Leistung komme. Grundsätzlich ja U*I, aber braucht es dafür nicht noch einen Verbraucher oder Widerstand?

Vielen lieben Dank für Eure Hilfe!
Beste Grüße
Christian

P.S.: Physik in der Schule ist mehr als 10 Jahre her…