windmolen

Een kleine windmolen van 3 watt zelf bouwen.

Deze windmolen werkt niet goed
De eerste.
Inmiddels heb ik al heel wat windmolens
gemaakt. Het eerste model ben ik
ooit tegengekomen in een tijdschrift voor
elektronica.
De draaias zit echter direct op de fietsdynamo, waardoor de dynamo nooit een redelijk toerental
zal halen. De meest voor de hand liggende
generator is de fietsdynamo. Tijdens het fietsen
geeft de dynamo 6 Volt en maakt het meer dan
2300 omwentelingen per minuut.Dat aantal haalt deze windmolen nooit. Deze windmolen valt dus af.

Omdat de dynamo een flink aantal omwentelingen moet maken, begon ik te denken aan een overbrenging.Een overbrenging met tandwielen. Ik heb verschillende windmolens gebouwd met allerlei tandwieloverbrengingen en verschillende generatoren/motoren, die ik in de loop van de tijd had verzameld. Eén van die windmolens staat hiernaast afgebeeld. Maar meer dan 3,5 V gaven de windmolens niet. Deze windmolens brachten geen succes.

Tandwielen geven de volgende nadelen:

Het mechanisme maakt lawaai.

Een waterdicht tandwielhuis is een vereiste.

De constructie moet van degelijke kwaliteit zijn, want er wordt nogal wat van het mechanisme gevergd wanneer de molen continue gaat draaien.

In tegenstelling tot een overbrenging met een riem, zal de riem gaan slippen, al er iets fout gaat.Bij een overbrenging met tandwielen, blijven de tandwielen met elkaar in verbinding staan en het mechanisme zal schade oplopen.

Het is misschien een goed idee om een tandwieloverbrenging met ketting te maken. Het geeft technisch gezien weinig weerstand. Een ketting kan je in de fietsenhandel verkrijgen. Dat is geen probleem. Je hebt echter wel één groot tandwiel nodig en het tandwielhuis wordt aanzienlijk groter. De tandwielen zou je kunnen maken van een (dikke) kunstofplaat (plexiglas). Vanwege het gewicht en de veiligheid (een ketting blijft doordraaien en kan niet slippen) kies ik er nu voor deze niet uit te proberen.

Wanneer je de windmolen in een gebied plaatst waar de wind niet krachtig kan worden (bijvoorbeeld
op een balkon 1 of 2 hoog in de stad), kan je beter een windmolen maken met veel wieken, zodat alle wind benut kan worden.
Waarom gebruik je geen fietswiel? Ja, je hebt meteen een constructie, waar je de wieken meteen in kan plaatsen en je weet zeker dat de dynamo het juiste aantal omwentelingen kan krijgen, net als op de fiets.
Maar zodra de dynamo tegen de band wordt gedrukt, remt de molen af en draait de molen gewoon niet meer. De wrijving is te groot.Misschien draait de molen wel in een open weiland, op 10 m hoogte en bij windkracht 7, maar dat heb ik niet geprobeerd. Bovendien wil ik een windmolen bouwen die juist op het balkon of bij de caravan goed werkt. Ik probeerde de wieken breder te maken om nog meer wind te kunnen vangen, maar dat gaf hetzelfde resultaat. Ook dit type windmolen moest ik opzij zetten.

Wel is het systeem van de PVC afvoerbuizen een succes voor verdere ontwikkeling. Een 32 mm afvoerbuis past precies in een 40 mm buis. Daardoor kan de windmolen goed draaien in de windrichting en de elektradraden vanaf de dynamo kunnen in de buis weg gewerkt worden.

Nu maar even iets heel anders uit proberen: de windmolen met de verticale as, de zogenaamde savoniusmolen. Zowel onder als boven heb ik gebruik gemaakt van een (binnen) fietsas. Om de onderste ronde plaat heb ik een (fiets)velglint geplaatst waar de dynamo tegen aan kan draaien. Ook nu is er sprake van te veel wrijving. Zodra de dynamo de band raakt, remt het af. Een verticale as heeft wel het voordeel dat de richting van de wind niet uitmaakt. Bij een windmolen met horizontale as moet je zorgen voor een breed blad, zodat de windmolen in de juiste richting gaat staan. Ook moet dan de windmolen makkelijk kunnen draaien.

Dit type windmolen, helemaal van hout gemaakt, draait wel mooi met dynamo (er is weinig weerstand), maar geeft echter niet meer dan 3,5 V.
Het plan is om 2 dynamo's te gebruiken, zodat er een accu van 12 V opgeladen kan worden. Want dat is het doel van dit gebeuren. Ik denk dat ik er zelfs van uit moet gaan om 3 dynamo's te gebruiken om een accu te kunnen opladen, want de laadspanning moet hoger zijn dan de accu en met een laadregelaar (gelijkrichter naar gelijkstroom) zal ook wat spanning verloren gaan.
Maar tot nu toe lukt het niet eens om één dynamo 6 V te laten opwekken. De hoogste ooit behaalde spanning is dus 3,5 V. De omtrek van het wiel wat de dynamo moet aandrijven, omvat de helft van het fietswiel. De helft van 6 is 3. Is 3,5V dan een logisch gevolg?

Het benodigde toerental kan dus niet behaald worden om 6 V te bereiken. Ik heb wel 6 dynamo's nodig om een accu te kunnen opladen. Met zoveel dynamo's zal de molen ook niet meer draaien. Het aandrijflint is trouwens een (fiets)velglint, waar ik iets van af heb geknipt om de breedte van het lint te minderen. Het zit ook in mijn doelstelling om de windmolen simpel te houden wat het materiaal betreft om de kosten laag te houden en zodat iedereen de molen kan nabouwen. In ieder geval heb ik nu ook een degelijke stellage gemaakt. De buis in het midden is een PVC afvoerbuis 40 mm, waar de 32 mm buis van de windmolen precies in past. Door de buis met een tussenstuk te verlengen, krijgt het geheel meer stevigheid. De stellage is verankerd aan smalle planken die meer dan 50 cm in de grond zitten.

Het voorgaande verhaal over de windmolen geldt ook voor deze, maar er is een succes geboekt. Ik gebruik een binnen en buitenas van een klein fietswiel. Ik had een fietswiel van een kinderfiets gevonden en heb daar de spaken en de velg van verwijderd. Zo heb ik een complete as. De molen draait prachtig. Er is heel weinig weerstand. Beter kan ik het zelf absoluut niet maken. Maar de buitenas heeft een ringvormig ontwerp waar de spaken aan vast hebben gezeten. De molen, die helemaal van hout is gemaakt, moet dus doorgezaagd worden, anders kan de buitenas niet geplaatst worden. Voor deze molen heb ik daarvoor een wat ingewikkelde constructie gemaakt, maar u kan ook later de twee halve onderdelen vastmaken met een apart plaatje.

De omtrek van het wiel van de molen benadert nu meer de omtrek van een fietswiel. Twee velglinten heb ik nodig. Ik heb één velglint door midden geknipt en aan elkaar vastgeknoopt. Maar de velglint is toch niet bestand tegen alle weersomstandigheden. Inmiddels is het lint al 2 keer gebroken in een korte tijd. Ik heb nu elastiek gebruikt. Je kan het kopen bij elk warenhuis.
Boven is één en beneden zijn er twee dynamo's bevestigd.
Het rad bestaat uit stukken rondgezaagde triplexplaatjes en een heleboel deuvels zijn er tussen geplaatst. Al het hout is geschuurd en in de beits gezet.

De wieken zijn echter te smal. Ze vangen nauwelijks de wind.

De nieuwe wieken hebben een breedte van 12,5 cm gekregen. Met onderstaande gelijkrichter zou ik een accu kunnen opladen. Ik had het graag willen proberen, maar er staat te weinig wind en daar kan ik niets aan veranderen. Af en toe draait hij, maar helaas niet genoeg om een accu te voorzien van gratis energie.

Een oude DDR dynamo draait lichter dan een moderne (nu verkrijgbare) dynamo. Ik heb er 4 gekocht in een winkel met tweedehands goederen voor
fl.7,50.
Het elastiek werkt wel, maar een ander idee is om een riem van een wasmachine te gebruiken. Er zijn verschillende lengtes verkrijgbaar. Een winkel waar je deze kan kopen is Handyman (van Woustraat 35 in Amsterdam). Maar een nadeel is dat de riem niet elastisch is. De riem koop je dus eerst en later bouw je het mechanisme op maat van de riem. Misschien dat je ook een veermechanisme kan maken om de riem een beetje op de juiste spanning te houden.

Dit is dan de laatste windmolen die ik u wil laten zien. De windmolen heeft een andere houder gekregen. Ik heb een voorvork van een fiets gebruikt. Ook de as van de wieken komt van diezelfde fiets. Het deel van de voorvork wat gewoonlijk in het fietsframe wordt gestoken, gaat in een 32 Ø PVC buis (ik had zelf al een 40 Ø PVC buis op het balkon gevestigd, dus die 32 Ø PVC buis past daar in). Het mooiste is dat je daar de lagers kan behouden. Het gevolg is dat de windmolen heel erg soepel en snel in de juiste windrichting draait. Eventueel kan je de lagers aan beide kanten behouden en de 32 Ø PVC buis vastmaken aan de balken op het balkon.

Let er op dat u een dynamo koopt met aan de draaias een moer. Zodat u de draairing kan verwijderen en er 2 grote ringen en een iets langere metaalschroef op kan draaien. Het velglint blijft op die manier tussen de ringen en kan er niet vanaf schieten.

De dynamo geeft wisselstroom en de accu gelijkstroom. Er zit niets anders op dan de dynamostroom gelijk te richten.
Hieronder staat een schemaschakeling van een gelijkrichter voor 1 dynamo en daarnaast volgt een schemaschakeling van 3 dynamo's die parallel zijn geschakeld.

De spanning wordt dan 6V.

Wanneer we de dynamo's in serie worden geschakeld krijgen we meer spanning (3 x 6V). De spanning moet nu eenmaal hoger zijn dan de accuspanning, anders kan de accu niet geladen worden. In plaats van een normale diode, kan je beter een schottky diode SB130 of SB140 gebruiken, want over deze diode komt minder spanning te staan.

Een lezer liet mij weten dat er inmiddels weer naafdynamo's verkrijgbaar zijn.
Zie bijvoorbeeld: http://www.m-gineering.nl/sindex.htm
Ik heb vervolgens een naafdynamo gekocht bij: http://www.roseversand.de (zoek naar nabendynamo).
De wieken heb ik dit keer van plexiglas gemaakt. De schuine stand heb ik op de naafdynamo aangebracht. Een wiek is ongeveer 50 cm lang en 12 cm breed en 4mm dik. De molen bleek aan alle kanten onstabiel. Dit was werkelijk geen succes.

Inmiddels heb ik hulp gekregen. Do strijp heeft speciaal voor mijn balkon een savonius-windmolen gebouwd.

De volgende stap is de dynamo aan de savonius te monteren. Ook wil ik meer gegevens verzamelen, zoals windkracht, toerental, etc.

Hier volgen nog meer foto's van de opbouw van de savonius die Do strijp heeft gemaakt.


	De eerste. Inmiddels heb ik al heel wat windmolens gemaakt. Het eerste model ben ik ooit tegengekomen in een tijdschrift voor elektronica. De draaias zit echter direct op de fietsdynamo, waardoor de dynamo nooit een redelijk toerental zal halen. De meest voor de hand liggende generator is de fietsdynamo. Tijdens het fietsen geeft de dynamo 6 Volt en maakt het meer dan 2300 omwentelingen per minuut.Dat aantal haalt deze windmolen nooit. Deze windmolen valt dus af.
Omdat de dynamo een flink aantal omwentelingen moet maken, begon ik te denken aan een overbrenging.Een overbrenging met tandwielen. Ik heb verschillende windmolens gebouwd met allerlei tandwieloverbrengingen en verschillende generatoren/motoren, die ik in de loop van de tijd had verzameld. Eén van die windmolens staat hiernaast afgebeeld. Maar meer dan 3,5 V gaven de windmolens niet. Deze windmolens brachten geen succes.

	Wanneer je de windmolen in een gebied plaatst waar de wind niet krachtig kan worden (bijvoorbeeld op een balkon 1 of 2 hoog in de stad), kan je beter een windmolen maken met veel wieken, zodat alle wind benut kan worden. Waarom gebruik je geen fietswiel? Ja, je hebt meteen een constructie, waar je de wieken meteen in kan plaatsen en je weet zeker dat de dynamo het juiste aantal omwentelingen kan krijgen, net als op de fiets. Maar zodra de dynamo tegen de band wordt gedrukt, remt de molen af en draait de molen gewoon niet meer. De wrijving is te groot.Misschien draait de molen wel in een open weiland, op 10 m hoogte en bij windkracht 7, maar dat heb ik niet geprobeerd. Bovendien wil ik een windmolen bouwen die juist op het balkon of bij de caravan goed werkt. Ik probeerde de wieken breder te maken om nog meer wind te kunnen vangen, maar dat gaf hetzelfde resultaat. Ook dit type windmolen moest ik opzij zetten.
Wel is het systeem van de PVC afvoerbuizen een succes voor verdere ontwikkeling. Een 32 mm afvoerbuis past precies in een 40 mm buis. Daardoor kan de windmolen goed draaien in de windrichting en de elektradraden vanaf de dynamo kunnen in de buis weg gewerkt worden.
	Nu maar even iets heel anders uit proberen: de windmolen met de verticale as, de zogenaamde savoniusmolen. Zowel onder als boven heb ik gebruik gemaakt van een (binnen) fietsas. Om de onderste ronde plaat heb ik een (fiets)velglint geplaatst waar de dynamo tegen aan kan draaien. Ook nu is er sprake van te veel wrijving. Zodra de dynamo de band raakt, remt het af. Een verticale as heeft wel het voordeel dat de richting van de wind niet uitmaakt. Bij een windmolen met horizontale as moet je zorgen voor een breed blad, zodat de windmolen in de juiste richting gaat staan. Ook moet dan de windmolen makkelijk kunnen draaien.
Dit type windmolen, helemaal van hout gemaakt, draait wel mooi met dynamo (er is weinig weerstand), maar geeft echter niet meer dan 3,5 V. Het plan is om 2 dynamo's te gebruiken, zodat er een accu van 12 V opgeladen kan worden. Want dat is het doel van dit gebeuren. Ik denk dat ik er zelfs van uit moet gaan om 3 dynamo's te gebruiken om een accu te kunnen opladen, want de laadspanning moet hoger zijn dan de accu en met een laadregelaar (gelijkrichter naar gelijkstroom) zal ook wat spanning verloren gaan. Maar tot nu toe lukt het niet eens om één dynamo 6 V te laten opwekken. De hoogste ooit behaalde spanning is dus 3,5 V. De omtrek van het wiel wat de dynamo moet aandrijven, omvat de helft van het fietswiel. De helft van 6 is 3. Is 3,5V dan een logisch gevolg?
Het benodigde toerental kan dus niet behaald worden om 6 V te bereiken. Ik heb wel 6 dynamo's nodig om een accu te kunnen opladen. Met zoveel dynamo's zal de molen ook niet meer draaien. Het aandrijflint is trouwens een (fiets)velglint, waar ik iets van af heb geknipt om de breedte van het lint te minderen. Het zit ook in mijn doelstelling om de windmolen simpel te houden wat het materiaal betreft om de kosten laag te houden en zodat iedereen de molen kan nabouwen. In ieder geval heb ik nu ook een degelijke stellage gemaakt. De buis in het midden is een PVC afvoerbuis 40 mm, waar de 32 mm buis van de windmolen precies in past. Door de buis met een tussenstuk te verlengen, krijgt het geheel meer stevigheid. De stellage is verankerd aan smalle planken die meer dan 50 cm in de grond zitten.
Het voorgaande verhaal over de windmolen geldt ook voor deze, maar er is een succes geboekt. Ik gebruik een binnen en buitenas van een klein fietswiel. Ik had een fietswiel van een kinderfiets gevonden en heb daar de spaken en de velg van verwijderd. Zo heb ik een complete as. De molen draait prachtig. Er is heel weinig weerstand. Beter kan ik het zelf absoluut niet maken. Maar de buitenas heeft een ringvormig ontwerp waar de spaken aan vast hebben gezeten. De molen, die helemaal van hout is gemaakt, moet dus doorgezaagd worden, anders kan de buitenas niet geplaatst worden. Voor deze molen heb ik daarvoor een wat ingewikkelde constructie gemaakt, maar u kan ook later de twee halve onderdelen vastmaken met een apart plaatje.
	De omtrek van het wiel van de molen benadert nu meer de omtrek van een fietswiel. Twee velglinten heb ik nodig. Ik heb één velglint door midden geknipt en aan elkaar vastgeknoopt. Maar de velglint is toch niet bestand tegen alle weersomstandigheden. Inmiddels is het lint al 2 keer gebroken in een korte tijd. Ik heb nu elastiek gebruikt. Je kan het kopen bij elk warenhuis. Boven is één en beneden zijn er twee dynamo's bevestigd. Het rad bestaat uit stukken rondgezaagde triplexplaatjes en een heleboel deuvels zijn er tussen geplaatst. Al het hout is geschuurd en in de beits gezet. De wieken zijn echter te smal. Ze vangen nauwelijks de wind.
De nieuwe wieken hebben een breedte van 12,5 cm gekregen. Met onderstaande gelijkrichter zou ik een accu kunnen opladen. Ik had het graag willen proberen, maar er staat te weinig wind en daar kan ik niets aan veranderen. Af en toe draait hij, maar helaas niet genoeg om een accu te voorzien van gratis energie. Een oude DDR dynamo draait lichter dan een moderne (nu verkrijgbare) dynamo. Ik heb er 4 gekocht in een winkel met tweedehands goederen voor fl.7,50. Het elastiek werkt wel, maar een ander idee is om een riem van een wasmachine te gebruiken. Er zijn verschillende lengtes verkrijgbaar. Een winkel waar je deze kan kopen is Handyman (van Woustraat 35 in Amsterdam). Maar een nadeel is dat de riem niet elastisch is. De riem koop je dus eerst en later bouw je het mechanisme op maat van de riem. Misschien dat je ook een veermechanisme kan maken om de riem een beetje op de juiste spanning te houden.
	Dit is dan de laatste windmolen die ik u wil laten zien. De windmolen heeft een andere houder gekregen. Ik heb een voorvork van een fiets gebruikt. Ook de as van de wieken komt van diezelfde fiets. Het deel van de voorvork wat gewoonlijk in het fietsframe wordt gestoken, gaat in een 32 Ø PVC buis (ik had zelf al een 40 Ø PVC buis op het balkon gevestigd, dus die 32 Ø PVC buis past daar in). Het mooiste is dat je daar de lagers kan behouden. Het gevolg is dat de windmolen heel erg soepel en snel in de juiste windrichting draait. Eventueel kan je de lagers aan beide kanten behouden en de 32 Ø PVC buis vastmaken aan de balken op het balkon.