"Water" molen voor electrische opwek?

Onder dit forumonderdeel vallen alle vormen van zelfopwek, onder andere windenergie, waterenergie, wkk's (zelf stroom draaien), zonne-energie etc.

Moderator: Moderators

Plaats reactie
Gebruikersavatar
benthuis
Moderator
Berichten: 1889
Lid geworden op: 18 mei 2010, 21:42

"Water" molen voor electrische opwek?

Bericht door benthuis » 20 nov 2021, 21:58

https://www.destentor.nl/apeldoorn/jan- ... g~ac19a97b

Verhaal lijkt mij een beetje krom, Adriaan, jij durft hier vast iets over te roepen...
Kom ik boven aan de ladder, staat ie tegen de verkeerde muur... (Naar Covey)

Slooij
Berichten: 115
Lid geworden op: 04 mei 2021, 22:37

Re: "Water" molen voor electrische opwek?

Bericht door Slooij » 21 nov 2021, 21:34

ik vind het een pracht van een molen 😀
er is ook een bouwer met glasvezel wiek bladen die heeft ongeveer hetzelfde principe gebruikt 😊
soms is het ver gezocht wat men zoekt.

Slooij
Berichten: 115
Lid geworden op: 04 mei 2021, 22:37

Re: "Water" molen voor electrische opwek?

Bericht door Slooij » 21 nov 2021, 21:43

die worden vooral toegepast om water te verpompen maar ik ben ook wel van mening dat hiervoor een traag draaiende dynamo gemaakt kan worden. ik ben benieuwd op dat ik ze strak ook tegen kom.
soms is het ver gezocht wat men zoekt.

Adriaan Kragten
Berichten: 496
Lid geworden op: 22 mar 2015, 09:02

Re: "Water" molen voor electrische opwek?

Bericht door Adriaan Kragten » 22 nov 2021, 10:11

benthuis schreef:
20 nov 2021, 21:58
https://www.destentor.nl/apeldoorn/jan- ... g~ac19a97b

Verhaal lijkt mij een beetje krom, Adriaan, jij durft hier vast iets over te roepen...
Ik vind dit inderdaad een onzinnig project. Veelbladige rotoren met een lage ontwerpsnellopendheid van ongeveer 1 of iets hoger hebben een hoge startkoppelcoëfficiënt. Dit is nodig omdat dit soort rotoren normaal gebruikt worden in combinatie met een enkelwerkende zuigerpomp die een piekkoppel heeft dat een factor pi hoger is dan het gemiddelde koppel. Met zo'n pomp krijg je alleen een acceptabele aanloopwindsnelheid als de startkoppelcoëfficiënt van de rotor erg hoog is. Dit probleem wordt uitgelegd in mijn rapport KD 294. Het gebruik van dit soort rotoren voor elektriciteitopwekking heeft een aantal nadelen.
1) Door de lage ontwerpsnellopendheid heeft de rotor veel verliezen vanwege zogrotatie en hij heeft daardoor een lage maximale Cp (zie rapport KD 35 figuur 4.2). De gebruikte ondersteunende constructie voor de bladen geeft ook nog eens extra luchtweerstand wat ook niet gunstig is voor de maximale Cp.
2) Een goed ontworpen generator heeft een laag aanloopkoppel en daarom is het helemaal niet nodig om een windmolenrotor te gebruiken met een hoge startkoppelcoëfficiënt. De hoge startkoppelcoëfficiënt van de gebruikte rotor wordt verkregen door een groot aantal brede bladen met een grote instelhoek te gebruiken maar een dergelijke rotor is erg zwaar en daardoor duur.
3) Door de lage ontwerpsnellopendheid wordt het vermogen geleverd bij een laag toerental en een hoog koppel. Je hebt hierdoor een zeer zware generator nodig als die direct drive aangedreven wordt door de rotor. Als je een moderne snellopende rotor gebruikt dan is het toerental bij dezelfde rotordiameter en windsnelheid ongeveer een factor vijf hoger en daardoor kan een veel lichtere en daardoor goedkopere generator gebruikt worden.
4) Omdat de rotor zeer veel bladen heeft is het niet mogelijk om de rotor te beveiligen met bladverstelling. Je moet dus een beveiliging gebruiken waarbij de rotor bij hoge windsnelheden uit de wind gedraaid wordt. Dit type rotor heeft een groot zijdelings rotoroppervlak en daardoor heeft de zijdelingsekracht die op de rotor werkt een grote invloed bij grote scheefhoeken. Dit leidt tot instabiliteit van de beveiliging bij hoge windsnelheden. Wat je ziet is dat de rotor bij toename van de windsnelheid eigenlijk te ver uit de wind draait. Het toerental neemt dan sterk af waardoor de zijdelingsekracht ook afneemt en de rotor weer in de wind draait. Het toerental neem dan weer toe en het proces herhaalt zich. Dit telkens in en uit de wind draaien leidt tot een behoorlijk vermogensverlies bij hoge windsnelheden.
5) Het is handig als een PM-generator als rem gebruikt kan worden door de wikkeling kort te sluiten. Dit is echter alleen mogelijk als de rotor een lage startkoppelcoëfficiënt heeft. Omdat dan het startkoppel van de rotor zelfs bij hoge windsnelheden maar laag is en het rotorkoppel bij lage toerentallen dan niet boven het piekkoppel van de generator uit komt. Als de rotor een hoge startkoppelcoëfficiënt heeft dan is het rotorkoppel al heel hoog bij lage toerentallen en de generator kan dan niet voldoende koppel leveren om de rotor bij hoge windsnelheden maar met een laag toerental te laten draaien. Of een PM-generator als rem kan werken hangt ook af van de gebruikte beveiliging. De beveiliging moet zo werken dat zelfs bij een langzaam draaiende rotor, de kop bij hoge windsnelheden voldoende uit de wind draait.

Het argument om een dergelijke rotor te gebruiken voor elektriciteitopwekking is dat hij weinig geluid maakt. Het is echter zo dat stalen bladen met een gewelfd profiel veel meer geluid maken dan houten bladen met een normaal aerodynamisch profiel als zij met dezelfde tipsnelheid draaien. Het lage geluidsprofiel van deze rotor wordt dus veroorzaakt doordat de tipsnelheid erg laag is. Je kunt bij houten bladen met een aerodynamisch profiel daarom een veel hogere tipsnelheid gebruiken bij een gelijke geluidsproductie. Ik heb rotoren gebouwd met houten bladen en een ontwerpsnellopendheid van 5 of 6 die bijna geluidloos waren als zij bij de optimale ontwerpsnellopendheid draaiden.

Dit project toont aan dat je niet zo maar met windenergie moet beginnen als je je niet eerst goed verdiept hebt in de aerodynamica van windmolens en weet wanneer je welk type rotor moet gebruiken. Men zou minimaal mijn rapport KD 35 bestudeerd moeten hebben.
Laatst gewijzigd door Adriaan Kragten op 22 nov 2021, 14:02, 2 keer totaal gewijzigd.

dormos
Berichten: 846
Lid geworden op: 24 apr 2013, 12:10

Re: "Water" molen voor electrische opwek?

Bericht door dormos » 22 nov 2021, 13:38

maar ik ben ook wel van mening
Daar gaat het momenteel op wel meer fronten fout. Feiten en wetenschap houden geen rekening met meningen.
Goed verhaal Adriaan, jammer voor deze mijnheer en z'n vrouw dat ze al jaren op een houtje bijten voor een fata morgana.

pelletpower
Berichten: 2768
Lid geworden op: 12 nov 2011, 13:21

Re: "Water" molen voor electrische opwek?

Bericht door pelletpower » 22 nov 2021, 13:53

jammer voor deze mijnheer en z'n vrouw dat ze al jaren op een houtje bijten voor een fata morgana
Ja, daar zat ik ook aan te denken. Maar ja, dan moet je eerst beter onderzoek doen voordat je alles investeert in iets wat het gewoon niet kan worden. Hobby, prima, houtjes bijten? Stom

En zo zien we op dit forum ook regelmatig gasten voorbij komen die denken dat de natuurkundige wetten voor hen niet gelden. Tsja, probeer en je weet het , wat iedereen al weet, denk ik dan.

Dankje voor de uitleg Adriaan!

Adriaan Kragten
Berichten: 496
Lid geworden op: 22 mar 2015, 09:02

Re: "Water" molen voor electrische opwek?

Bericht door Adriaan Kragten » 22 nov 2021, 15:45

In mijn openbare rapport KD 490: "Water pumping with a windmill" worden vier methodes gegeven hoe met een windmolen water gepompt kan worden. Het traditionele concept met een enkelwerkende zuigerpomp en een veelbladige rotor met een lage ontwerpsnellopendheid wordt beschreven in hoofdstuk 2. Het belangrijkste nadeel van dit concept is dat de pomp een zeer hoog piekkoppel heeft waardoor een rotor met een zeer hoge startkoppelcoëfficiënt nodig is om een acceptabele startwindsnelheid te krijgen. Wanneer een pomp gebruikt wordt met een minder hoog piekkoppel, zoals een zuigerpomp met een drijvende klep of een touwpomp, dan kan een rotor gebruikt worden met een lagere startkoppelcoëfficiënt en een bijbehorende hogere ontwerpsnellopendheid. Het benodigde aantal bladen neemt zeer snel af bij toename van de ontwerpsnellopendheid en bij een ontwerpsnellopendheid van 2 of 2,5 is al een 4-bladige rotor mogelijk. Een dergelijke rotor met een diameter van 2,8 m en een ontwerpsnellopndeheid van 2,5 wordt beschreven in rapport KD 319. Een dergelijke rotor met een diameter van 3,6 m en een ontwerpsnellopendheid van 2 wordt beschreven in rapport KD 651. Deze rotoren hebben stalen vrijdragend gewelfde bladen met een constante koorde en een lineaire torsie. Tegenover elkaar liggende bladen zijn aan elkaar gekoppeld m.b.v. een getordeerde stalen strip. De strippen kruisen elkaar net als bij een Hollandse windmolen waardoor geen gelaste naaf nodig is. Deze rotoren zijn daardoor veel eenvoudiger te maken, veel lichter en een stuk goedkoper dan veelbladige rotoren van gelijke diameter en hebben toch betere aerodynamische eigenschappen.

Ik kan mij voorstellen dat men in bepaalde landen liever rotoren met stalen bladen maakt dan rotoren met houten of polyester bladen. Als men dan met deze rotoren elektriciteit wil opwekken, dan kan beter een dergelijke 4-bladige rotor gebruikt worden dan een veelbladige rotor van een traditionele waterpompende windmolen. De ontwerpsnellopendheid van deze 4-bladige rotoren is nog zo laag dat de geluidsproductie bij gewelfde plaat wieken nog steeds erg laag is maar de ontwerpsnellopendheid is ongeveer een factor 2 hoger dan die van veelbladige rotoren en dit geeft bij dezelfde diameter en windsnelheid toch een toerental dat ongeveer een factor 2 hoger is. Je zult bij direct drive nog steeds een behoorlijk zware generator nodig hebben en het startkoppel is nog zo hoog dat je met deze generator niet kunt remmen.

Met stalen gewelfde platen kunnen echter vrijdragende bladen met een constante koorde gemaakt worden die tot een ontwerpsnellopendheid van ongeveer 4 niet al te veel lawaai maken. Stalen vrijdragende bladen moeten echter behoorlijk dik zijn anders worden zij te gevoelig voor flutter. Bij gelijke rotordiameter en ontwerpsnellopendheid zijn stalen rotoren daardoor een stuk zwaarder dan houten rotoren. Bij tapse bladen kan de ontwerpsnellopendheid wel 6 zijn zonder dat de bladen te veel lawaai maken (zie rapport KD 616, KD 617 en KD 656).

Slooij
Berichten: 115
Lid geworden op: 04 mei 2021, 22:37

Re: "Water" molen voor electrische opwek?

Bericht door Slooij » 22 nov 2021, 23:23

ik vind het wel een mooie molen hij lijkt op de brij molen waar ik een stuk over heb gelezen. nu ben ik vandaag een stuk gaan lopen in bergen op zoom ik liep tussen het markie zaat meer en de binnenschelde (dit is ook een meer aan de boulevard van Bergen op zoom) langs de Plaatvliet dit is een sloot tussen deze bekende meren hier in de buurt. hier staan dus de bekende waterpomp polder molens en ik zag dat deze molens 4 wiekig zijn maar ze draaiden helaas niet dit kwam door de wind die op grote delen van het meer nog geen rimpeltjes op het water woei. nu heb ik ook al vaker rond om dit meer genoten van het uitzicht. ik kijk dan meestal vanaf de Noordlandseweg over de Binnenschelde richt richting Belgie en nu ben ik er achter gekomen dat daar als ik rond om dat punt heen kijk en tel 71 elektrischietijd windmolens staan😀 en ik heb de polder waterpomp molens als het goed is niet mee geteld. dit wou ik even kwijt 😂 goede avond en voor strax nacht 😊
soms is het ver gezocht wat men zoekt.

Adriaan Kragten
Berichten: 496
Lid geworden op: 22 mar 2015, 09:02

Re: "Water" molen voor electrische opwek?

Bericht door Adriaan Kragten » 23 nov 2021, 09:16

De 4-bladige molens die je daar gezien hebt zijn zeer waarschijnlijk van Bosman uit Piershil en hebben een ontwerpsnellopendheid van ongeveer 2,5. Deze molens drijven een centrifugaalpomp aan. Een centrifugaalpomp heeft een heel laag aanloopmoment (eigenlijk alleen veroorzaakt door de lagerwrijving van de transmissie tussen rotor en pomp) en daarom levert een 4-bladige rotor al bij een lage windsnelheid voldoende koppel om de zaak te laten aanlopen.

De Bosman molens hebben twee vanen waarbij de hoofdvaan in de richting van de rotoras staat en de hulpvaan haaks daarop. Beide vanen kunnen draaien om de as van de vaanbuis en zijn aan elkaar gekoppeld m.b.v. haakse tandwielen. De vanen worden gestuurd door een vlotter die in het aanvoerkanaal ligt. Als het water hoog staat dan staat de hoofdvaan verticaal en de hulpvaan horizontaal waardoor de rotor in de wind staat en de molen pompt. Als het water laag staat dan staat de hoofdvaan horizontaal en de zijvaan verticaal waardoor de rotor 90° uit de wind draait en de molen niet meer pompt. Er is een waterniveau waarbij beide vanen 45° verdraaid zijn en waarvoor de kop dus ongeveer 45° uit de wind gedraaid is. De molen pompt dan nog wel maar lang niet zo hard als wanneer de rotor haaks op de wind zou staan.

Dit is een heel ingenieus systeem maar het is geen beveiliging omdat de stand van de vanen niet gestuurd worden door de windsnelheid maar door de waterhoogte. Het is wel zo dat als het heel hard waait dat de molen dan snel zijn slootje leeg pompt en daardoor uit de wind draait maar dat kan toch wel een paar uur duren. Tijdens een plotseling optredende onweersstorm kan de rotor daarom toch bij zeer hoge windsnelheden haaks aangestroomd worden en de rotor moet daarom zeer sterk. Men heeft dit bereikt door voor de staken van de bladen twee buizen in elkaar te schuiven en door de bladen te monteren op een zeer zware naafplaat.

Plaats reactie