Vermogen bereken van een generator

[mebcat]

Hallo

Ik ben leraar in België en enkele leerlingen van mij hebben voor een project een generator gemaakt op basis van een kleine windmolen.

Nu hebben ze het vermogen berekent over een led-lampje, maar is dit wel de juiste manier om het vermogen te bepalen van een generator? Dat hangt toch af van de belasting die je er op plaatst? Dus mijn vraag: hoe bepaal je op een zo correct mogelijke manier (voor leerlingen van 17jaar) het vermogen van een generator.

Bedankt

[king nero]

Welk vermogen "van een generator"? Het geleverde vermogen (in kVA)? Het maximaal te leveren vermogen van de generator? Het ontwerp-vermogen?

Wat (en waar) zit dat ledlampje daar te doen?

Nogal een onduidelijke vraagstelling...

[Benm]

Allereerst zul je een toerental (of beter, windsnelheid) moeten kiezen om het vermogen bij te meten. In de praktijk zal dat het maximum aanvaardbare zijn waarbij geen oververhitting optreedt.

Vervolgens is het zaak met diverse belastingen het vermogen te meten: bij constante windsnelheid zal de molen vertragen bij zwaarde belasting, maar ook bij constant toerental neemt het vermogen op een gegeven moment af bij te zware belasting door verliezen in de wikkelingen etc.

Je krijgt dan bijvoorbeeld waarden als:

belasting - voltage

geen - 10v (onbelaste spanning)

100 ohm - 9v

80 ohm - 8 v

60 ohm - 7v

40 ohm - 4v

20 ohm - 3v

0 ohm - 0v (kortsluitstroom)

Dit kent ergens in de grafiek een optimumvermogen. Bij iets dat alleen beperkt wordt door inwendige weerstand (zeg, een zonnepaneel) kun je de lijn recht tusssen onbelast en kortsluiting trekken om het optimum te vinden, maar ik vrees dat je voor zon generatortje een grafiek moet tekenen.

[mebcat]

@ king Nero: ik begrijp dat je wilt weten welk vermogen maar dat is ook een deel van de vraag. Welk vermogen moet ik uitrekenen om te kunnen zeggen dit is het vermogen van mijn generator of anders verwoord:zoveel kilowatt kan het leveren.

Het Led lampje zit rechtstreeks aan de generator, staan dus eigenlijk in serie met niets anders er tussen.

@Benm: dus je zou eerst moeten bepalen wat de ideale windsnelheid is? Dan bij die snelheid een grafiek maken van de spanning met verschillende belastingen. En daar haal je dan eigenlijk het optimum uit. Is dat het zogenoemde WattPiek?

[Benm]

Wattpiek ken ik eigenlijk alleen van zonnecellen, dat is het vermogen bij optimale last dat ze leveren onder gegeven omstandigheden (dwz vaste hoeveelheid licht erop).

Als je het als experiment wilt bepalen zou ik die hele windmolen in een windtunnel (creatief met stofzuiger en buizen?) zetten. Daarna kun je met verschillende belastingen zien waar het optimum vermogen ligt.

Dit werkt mogelijk anders dan bij zonnecellen: door de generator te belasten vertragen waarschijnlijk ook de wieken van de molen, waardoor het optimum anders is dan bij een constant toerental meten.

[king nero]

Het Led lampje zit rechtstreeks aan de generator, staan dus eigenlijk in serie met niets anders er tussen.

Indien dat lampje de enige belasting is, kun je met een stroommeting een redelijk nauwkeurige indicatie krijgen (de cos(Phi) van moderne ledlampen ligt redelijk hoog) van het vermogen die de generator levert. Een vermogenmeting met een daarvoor voorzien apparaat geeft uiteraard een hogere graad van nauwkeurigheid.

[Benm]

Hoe meet je daarmee dan het maximumvermogen? Een ledje (met voorschakelweerstand) zal de generator nauwelijks belasten. Het vermogen dat je dan gebruikt is veel kleiner dan wat maximaal geleverd kan worden.

[king nero]

Dus mijn vraag: hoe bepaal je op een zo correct mogelijke manier (voor leerlingen van 17jaar) het vermogen van een generator.

Het Led lampje zit rechtstreeks aan de generator, staan dus eigenlijk in serie met niets anders er tussen.

Volgens mij beantwoordt een instantane vermogenmeting aan de vraag.

[mebcat]

Hey allen

sorry voor de late reactie.

Opnieuw ter verduidelijking. Stel dat iemand met een (kleine) generator afkomt en hij berekent het vermogen van de generator door de spanning en stroom te meten door er een led lampje aan te koppelen. Is dit dan correct gedaan?

Mijn leerlingen hebben dit zo gedaan en ik trek in twijfel of dit een goede manier is.

[sillyconmarc]

Een LED is een onmogelijke belasting om een generator te testen. Je hebt altijd een serieweerstand nodig om te voorkomen dat de LED stuk gaat. De optimale serieweerstand is bovendien afhankelijk van de spanning. De LED is niet lineair en uit je boodschappen kan ik veronderstellen dat je leerlingen niet vertrouwd zijn met niet-lineaire belastingen.

Veel beter zou zijn om een ohmse weerstand te gebruiken. Daar kan je simpelweg de wetten van Ohm gebruiken.

[mebcat]

Ok, ik geloof dat ik wel een idee heb gekregen. Andere antwoorden of methoden zijn nog steeds welkom. Maar allemaal bedankt voor de antwoorden.