RegistrierenRegistrieren   LoginLogin   FAQFAQ    SuchenSuchen   
Eigenen Strom herstellen
 
Neue Frage »
Antworten »
    Foren-Übersicht -> Mechanik
Autor Nachricht
Elke&Ralph



Anmeldungsdatum: 05.12.2023
Beiträge: 1

Beitrag Elke&Ralph Verfasst am: 05. Dez 2023 18:47    Titel: Eigenen Strom herstellen Antworten mit Zitat

Meine Frage:
Wir haben einen kleinen Bach durch unser Grundstück fließen und kürzlich erfahren, das dort vor sehr, sehr vielen Jahren eine Mühle betrieben wurde. Nun haben wir die Idee unseren Strom durch ein Wasserrad selbst zu produzieren. Ob das wirklich sinnvoll ist oder sich schlussendlich erst bei unseren Enkeln amortisiert interessiert uns aber durchaus. Kommt übers Jahr tatsächlich genug Strom zusammen? Reicht es für unser Haus (120m²) oder gar für den einen oder anderen Nachbarn?

Das Rad wird einen Durchmesser von 2 Metern, wohl 20 Fächer haben und oberschlächtig gespeist werden. In ein Fach / Eimer passen ca. 80 Liter Wasser. Also diese 80 Liter werden tatsächlich transportiert. Im Jahresmittel führt der Bach nicht genug Wasser für größere Schaufeln und es ist ja im Augenblick nur eine Überlegung.

Meine Ideen:
Wenn das Wasserrad für eine Umdrehung 5 Sekunden braucht, also 12 U/Min und in einer Minute demnach 12 * 20 * 80 = 19.200 Liter, bzw. 19.200 KG transportiert dann ist das die Kraft die die Welle dreht und den Generator antreibt?
Der Generator muss sicherlich erheblich schneller drehen und braucht daher eine Übersetzung? Wie ist der Rechenweg für Dummys und was wird denn tatsächlich pro Stunde erzeugt werden können?

Vielen Dank für euere Hilfe
Ralph
1925
Gast





Beitrag 1925 Verfasst am: 05. Dez 2023 19:26    Titel: Antworten mit Zitat

Besser wäre wohl erst einmal eine Abschätzung der potentiellen Energie: E=mgh
m ist die Masse, also in Deiner Annahme 19200kg/min = 829440000kg/Monat
g ist die Erdbeschleunigung, und
h ist die Höhe, wofür man erst einmal Deine 2m des Wasserrads nehmen kann.
Das Ergebnis liegt in Ws vor, aber Du brauchts kWh, also durch 3600000 teilen.
Das ergibt 4520 kWh pro Monat.

Aber allein schon wegen der Bauweise des Wasserrades würde ich das zumindest durch 2 teilen. Allerlei Verluste (Wirkungsgrad) sind auch noch zu berücksichtigen.
TomS
Moderator


Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 17973

Beitrag TomS Verfasst am: 05. Dez 2023 19:26    Titel: Antworten mit Zitat

Man kann das evtl. grob abschätzen; ich denke mal nach.

Die eigtl. Frage ist, was machst du mit dem Strom, der eine schwankende und damit nicht passende Netzfrequenz hat. Es gibt Geräte wie Glühlampen, denen das nichts ausmacht. Bei elektronischen Bauelementen sieht das ganz anders aus, die funktionieren nicht oder gehen kaputt.

Du benötigst einen Frequenzumformer. Ob eine Einspeisung in dein Hausnetz darüber sinnvoll möglich und zulässig ist, kann ich nicht sagen (prinzipiell funktioniert das, jedes Wind- und Wasserkraftwerk hat das selbe Problem)

Eine Alternative ist ein Gleichrichter, über den du in Stromspeicher einspeist, aus diesen per Wechselrichter wieder in dein Hausnetz. Die Fragen sind die selben.

_________________
Niels Bohr brainwashed a whole generation of theorists into thinking that the job (interpreting quantum theory) was done 50 years ago.
antaris



Anmeldungsdatum: 12.12.2022
Beiträge: 472
Wohnort: In einem chaotischen Universum

Beitrag antaris Verfasst am: 05. Dez 2023 21:36    Titel: Antworten mit Zitat

https://pionierkraft.de/2020/12/04/kleinwasserkraftwerk-das-wasserkraftwerk-fuer-zuhause/
Zitat:
Was kostet eine Wasserkraftanlage?

Die Investitionskosten, die mit einem Wasserkraftwerk einher gehen, können ausschlaggebend für die Umsetzung sein. Im kleineren Maßstab ist das oberschlächtige Wasserrad meist die attraktivste Lösung. Mit einer Leistung von bis zu 45kW belaufen sich die Kosten des gesamten Maschinensatzes fertig montiert für den Netzanschluss auf ca. 4000€/kW. Für höhere Leistungen musst Du eine Turbine in Betracht ziehen. Hier sind die Kosten jedoch schwieriger zu verallgemeinern, da bei einem Neubau von Turbinenanlagen zusätzliche Kosten für Wasserbau- und Betonarbeiten anfallen. In nahezu jedem Fall gehen jedoch mit der erhöhten Leistung ebenso höhere Kosten einher.
Steffen Bühler
Moderator


Anmeldungsdatum: 13.01.2012
Beiträge: 7232

Beitrag Steffen Bühler Verfasst am: 05. Dez 2023 22:01    Titel: Antworten mit Zitat

…und 4520 kWh im Monat geteilt durch die 720 Stunden eines Monats ergibt eine Leistung von etwas mehr als 6 kW, also 24000 Euro.

Diese Leistung ist natürlich immer da, auch wenn Ihr sie nicht braucht. Daher wären ein, zwei Pufferakkus auch noch überlegenswert. Dann kommt halt noch was an Geld dazu.

Ansonsten: herzlich willkommen im Physikerboard!

Viele Grüße
Steffen
Nobby1



Anmeldungsdatum: 19.08.2019
Beiträge: 1543

Beitrag Nobby1 Verfasst am: 06. Dez 2023 12:36    Titel: Antworten mit Zitat

Zitat:
Eine Alternative ist ein Gleichrichter, über den du in Stromspeicher einspeist, aus diesen per Wechselrichter wieder in dein Hausnetz.


Ich würde gleich einen Gleichstromgenerator nehmen. Das spart den Gleichrichter für die Pufferung. Im Prinzip wie Lichtmaschine und Batterie im Auto.
Die meisten Kleinverbraucher wie Tablets, Handy und vieles mehr werden mit Steckenetzteilen betrieben, da könnte man die Gleichspannung gleich hernehmen und für die Beleuchtung LED.
Jedoch schwieriger wirds bei Grossverbrauchern wie Wasschmaschine , Geschirrspüler,etc.
Mathefix



Anmeldungsdatum: 05.08.2015
Beiträge: 5862
Wohnort: jwd

Beitrag Mathefix Verfasst am: 06. Dez 2023 15:10    Titel: Antworten mit Zitat

= Volumenstrom = 0,32 m³/s
D = Durchmesser Wasserrad= 2 m
H = Fallhöhe ~ D = 2 m
= Dichte Wasser = 1000 kg/m³
= Füllfaktor Zelle = 0,9
= Wirkungsgrad Wasserrad = 0,8
= Wirkungsgrad Getriebe = 0,9
= Wirkungsgrad Generator =0,9
P_w = Leistung Wasserrad Leistung (W)
P_gesamt = Gesamtleistung (W)

1. Mechanische Leistung



P_w = 4.520 W = 4,5 kW

2. Gesamtleistung



P_gesamt = 3.660 W = 3,7 kW

3. Elektrische Energie/Monat

1 Monat = 720 h

W_Monat = 2.700 kWh

4. Monatlicher Ertrag

DIe EEG Novelle 2023 sieht vor, dass kleine Wasserkraftanlagen (<500 kW) keine Einspeisevergütung mehr erhalten sollen.

Wenn Du weitere Auslegungsgrössen (Radbreite, Zellenzahl ...) benötigst, melde Dich.


Zuletzt bearbeitet von Mathefix am 07. Dez 2023 11:32, insgesamt 2-mal bearbeitet
Nils Hoppenstedt



Anmeldungsdatum: 08.01.2020
Beiträge: 2019

Beitrag Nils Hoppenstedt Verfasst am: 06. Dez 2023 17:43    Titel: Antworten mit Zitat

Steffen Bühler hat Folgendes geschrieben:
…und 4520 kWh im Monat geteilt durch die 720 Stunden eines Monats ergibt eine Leistung von etwas mehr als 6 kW, also 24000 Euro.

Diese Leistung ist natürlich immer da, auch wenn Ihr sie nicht braucht. Daher wären ein, zwei Pufferakkus auch noch überlegenswert. Dann kommt halt noch was an Geld dazu.


Stromspeicher sind aktuell sehr teuer und lohnen sich nicht wirklich. Ich würde den überschüssigen Strom einfach ins Netz einspeisen. Die Einspeisevergütung betragen zur Zeit ca. 8 Cent pro kWh. Das wären im obigen Fall im Idealfall etwa 360 Euro im Monat - mit Umwandelverlusten und Eigenvebrauch wahrscheinlich eher die Hälfte. Nach etwa 10 Jahre hätte sich die Anlage amortisiert. Klingt eigentlich ganz sinnvoll.

Viele Grüße,
Nils

_________________
Ihr da Ohm macht doch Watt ihr Volt!
Steffen Bühler
Moderator


Anmeldungsdatum: 13.01.2012
Beiträge: 7232

Beitrag Steffen Bühler Verfasst am: 11. Dez 2023 12:49    Titel: Antworten mit Zitat

Leider wurde nun ein neuer Thread aufgemacht. Bitte da weitermachen, hier ist jetzt zu.

Elke&Ralph haben sich außerdem zum zweiten Mal angemeldet, der alte Account wird demnächst gelöscht.
Neue Frage »
Antworten »
    Foren-Übersicht -> Mechanik