Solarflieger

GC

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Ich finde die "Sinnfrage" die sinnloseste Frage von allen. Was macht der Skatabend mit Freunden für einen Sinn? Die Fahradtour? Und welchen Sinn macht Modellbau überhaupt? Und sowieso, warum planze ich in dieser Jahreszeit Blümchen in den Garten, die im Herbst eh wieder verwelken ???

Gerade der ungepufferte Solarflug ist einer der letzten Nischen in der sich der echte Modellbauer noch flüchten kann, hier gibts nix fertig zu kaufen, keine fertigen Kochrezepte und Pläne, und schon gar kein ARF, hier muss ALLES selbstgestrickt werden, und das Hirn noch benutzt werden.
Es ist eine Frage es Anspruchs, sinnvolle Freizeitgestaltung, und auch der Geist will Fitgehalten werden, manche nennen das auch Lebensqualität, oder kurz: Spaß !

Danke Holger,
dies ist ein sehr guter Beitrag von Dir!

Ich fahre demnächst Ski. Dabei werde ich auf den Berg hinaufbefördert, um dann mit der Gefahr die Knochen zu brechen; wieder runterfahre. Warum bleibe ich nicht gleich unten? :) :D
 
Gemeint mit dem "sinnfrei" war vermutlich, dass die Pufferung von Solarstrom "eigentlich" unbedingt zum Sinn von Solarzellen dazugehört. Das ist eigentlich überall auf der Welt so (Heizung, Verkehr, Unterhaltungselektronik, etc.). Eine Ausnahme ist manchmal die Warmwasseraufbereitung. Meines Erachtens würde es schon Sinn machen, die Solarenergie zu optimieren mittels der Zwischenspeicherung.
 
Anders überlegt:

Ein Flugmodell ist keine stationäre Anlage, bei dieser fließt das Gewicht nicht mit in den Wirkungsgrad mit ein, sondern nur die "üblichen" Verluste.

Ein Flugmodell mit 25% zusätzlichem Akkugewicht, benötigt auch ca. 25% mehr Energie für dieselbe Steigleistung, ergo auch 25% mehr Solarzellen auf der Fläche, was das Modell nochmal schwerer werden lässt, und die Verluste auf über 25% erhöht, zzgl. der Verluste des Energiespeichers, Verluste durch höhere Antriebsleistung, Abfluggewicht........

Ein ungepuffertes Solarflugzeug hat einen sehr guten Energiespeicher, der dazu nichtmal etwas wiegt, somit sogar wesentlich effizienter ist, als z.B. ein Akku, der nennt sich Flughöhe.

Das Blatt wendet sich ca. ab einer Flugzeit von ca. 1,5-2Stunden, ab dann fliegt man mit modernen Solarzellen "leichter" als mit modernen Akkus, sprich, spätestens ab dann sind diese Energiespeicher eher Energieverschwender.

Einen Energiespeicher brauchts für Dynamik, typisch z.B. der Solar-Warmwasserspeicher, es wird mäßig über den Tag gespeichert, und die Energie dynamisch in kurzer Zeit wieder abgerufen (Duschen), sowie um Dunkelheit zu überbrücken. Beides benötige ich nicht fürs fliegen.

Mein Ziel ist es, ohne jeglichen Akku im Modell zu fliegen, einfach nur so, weil ich das schweinegeil finde, es ist ein Kampf mit den Elementen, ähnlich wie Hangflug (der macht ja auch keinen Sinn, man kann ja mit Akku auch ohne Hang fliegen....)

nix für ungut, Holle

Gruß Holle
 

FamZim

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Hallo Sonnenflieger

Ich habe zwar nur Dauerflüge gemacht, mußte dazu aber auch den Antrieb auf Minimalleistung reduzieren.
Das waren etwa 21 W Motoreingang für 2 kg Modell und 1 St Flugzeit.
Also 10 W pro kg, und dann die Wirkungsgrade noch ab .
Durch eigene Motorversuche hab ich eine hochpoligen Motor gebastelt, und mal als Motor, und mal als Generator laufen gehabt.
Der hat 12 Stege und 44 Pole !!!
Diesem hab ich eine große Latte verpast und mit einem 100 Keller Motor und einem Faulhaber mit Getriebe verglichen.
Bei gleicher Drehzahl hat er die anderen Antriebe locker geschlagen.
Das ist ein BL Motor.
Ich finde leider die Vergleichsdaten nicht, nur das er ein relatief schwaches Feld ( 0,9 Teslar ) in den Stegen hat.
Lehrlauf an 13,7 V nur 0,08 A wie ein Glockenanker.
Als Generator mit niedriger Drehzahl bis 84 % ETA :
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Ich habe mal versucht dem Eta auf die Schliche zu kommen und das Drehmoment mit gemessen!
Wieder bei 940 U/min, mit einem stärkeren Belastungspoti .
Lehrlauf benötigt dann eine Leistung von 1,1 W .

27,14 V --- 0,25 A ---- 6,78 W --- mechanisch 8,28 W --- Eta 82,0 %
24,12 V --- 0,50 A --- 12,06 W --------------- 14,38 W --- Eta 83,8 %
23,00 V --- 0,60 A --- 13,80 W --------------- 16,38 W --- Eta 84,2 %
21,78 V --- 0,70 A --- 15,25 W --------------- 18,40 W --- Eta 83,0 %
20,66 V --- o,80 A --- 16,53 W --------------- 20,10 W --- Eta 82,0 %
19,32 V --- 0,90 A --- 17,40 W --------------- 21,54 W --- Eta 80,7 %
17,70 V --- 1,03 A --- 18,23 W --------------- 22,72 W --- Eta 80,2 %
16 00 V --- 1,13 A --- 18,08 W --------------- 22,16 W --- Eta 77,4 %
12,24 V --- 1,30 A --- 15,90 W --------------- 22,66 W --- Eta 70,1 %
7,00 V --- 1,50 A --- 10,50 W --------------- 18,58 W --- Eta 56,5 %
0,50 V --- 1,65 A --- 0,82 W ---------------- 9,92 W --- Eta 8,2 %

Hmmm gar nicht so schlecht .
und:
----
Ich habe ihn nun mal als Motor laufen lassen .
Die Daten waren :
13,7 V und 0,08 A im Lehrlauf !
Drehzahl nur 414 U/min, mit würgen an der Welle, kriege ich ihn grade mal auf 1 A
-----
Der hat aber 240 g .
den würde ich auf jeden Fall vor ziehen, hab Ihn aber wieder umgewickelt für eine andere Spannung.
Den findet Ihr übrigens DA :
http://www.rc-network.de/forum/showthread.php/347653-Die-Schlafmütze
Der ist aber nicht gekauft, was ja meist die Bedingung ist!
Auch nur ein Forschungsobjekt ;)

Gruß Aloys.
 

GC

User
Hi Aloys,

ich sehe es wie Du, bei den Brushlessies ist noch einiges zu holen. Die käuflichen Motoren sind in erster Linie auf Leistung ausgerichtet. So wollen es auch die meisten Kunden. Wenn man aber einen Motor auf den Wirkungsgrad hin optimieren möchte, kommen wohl ganz andere Motoren heraus.
 
Hi Aloys
Ich bin eher mittlerweile weg von den alluzu hochpoligen, sonst die Eisenverluste, so verlagert es sich dann ins Kupfer, bei den geringen Strömen nicht allzu schlimm, und genau hier können wir ja nachhelfen ;).

Einzig für mich relevant: 12N10P oder 18N16P für einen Drehmomentstarken Ausenläufer der auch einen hohen Wirkungsgrad haben soll, bei ganz kleinen kann man auch bei 9N12P hängenbleiben, wird aber damit kein Wirkungradwunder erleben. Das "elektrische" Getriebe läuft leider schlechter als man glaubt, wahrhaftig läuft ja primät nur das elektrische Feld schneller, der Motor aber kaum langsamer.
Ein typischer Vergleich, 12N10P vs. 12N14P, bei gleicher Spannung läuft der 10Poler nur 25% langsamer, das elektrische Feld läuft aber im Vergleich aber 40% schneller als beim 10Poler. Die Eisenverluste sowie die Kupferverluste fallen/steigen jeweils im Quadrat zur Drehzahl. Das bedeutet, wir gewinnen an 25% Kupferverluste, verlieren aber an 40% Eisenverluste, ein schlechtes Geschäft, da ist man evtl sogar mit dem mechanischem Getrieb besser.

Wir haben ja die letzten beiden Jahren den Weltrekord im Dauerhelischweben gemacht, ich hatte auf einen 10Poler gesetzt, reale 92% Wirkunggrad im Arbeitspunkt. (Motor mit 270g, 320U/V, 2013 LiIon 7S 33,8Ah verbraucht ca. 300Watt, 2014 LiIon 40,6Ah 7s Verbrauch ca. 250Watt, 2015--noch unbekannt ;),
Link: http://www.twheli.de/modelle/weltrekord-logo-600-se/ ),
es ist machbar !

Gruß Holle
 

GC

User
Hallo Holle,

erst mal Gratulation zu Deinem Rekord!

Verstehe ich Deine Aussage:


"Die Eisenverluste sowie die Kupferverluste fallen/steigen jeweils im Quadrat zur Drehzahl. Das bedeutet, wir gewinnen an 25% Kupferverluste, verlieren aber an 40% Eisenverluste, ein schlechtes Geschäft, da ist man evtl sogar mit dem mechanischem Getrieb besser."

richtig, wenn ich sie so interpretiere: Bei hohen Drehzahlen wenig Eisenverluste und hohe Kupferverluste? Welches wäre dann die "ideale" Drehzahl eines Motors? Ich weiß, dies ist bestimmt nicht ganz einfach zu beantworten. ;) Ich würde vermuten, dass das Optimum gefunden ist, wenn die Eisenverluste gleich den Kupferverlusten sind.


Worauf führst Du denn den hohen Wirkungsgrad Deines Motors zurück?

Bzw. wie müßte denn ein kleiner Motor für 10 bis 30W konzipiert sein, um einen möglichst hohen Wirkungsgrad bei möglichst niedrigen Drehzahlen zu erreichen?
 

FamZim

User
Eisenverluste.

Eisenverluste.

Hallo

Die Modellbaumotore, eigentlich alle, sind auf große Leistung bei geringem Gewicht getrimmt.
Die Kleinen so wie die großen.
Sie haben starke Magnete für reichlich Sättigung im Stator.
Je höher aber der Stator gesättigt wird, um so mehr Leistung braucht man, diesen ständig um zu magnetisieren.
Das sieht man dann am Lehrlaufstrom.
Bei den teuren, wird ein qualitatief besseres Blech verwendet, welches aber diese Tenzenz nicht ändern kann.
Senkt man die Feldstärke durch dünnere Magnete oder grösseren Luftspalt wird weniger Leistung gebraucht.
Die Ummagnetisierung am Hammerkopf (Stegende vor dem Magnet) wird entscheident geringer ausfallen, ER macht ständig eine Brücke zwischen 2 Magneten, und nur den Luftspallt um zu magnetisieren, kostet keine Energie.
Bei meinem langsamen, ist der Steg nur mit 0,9 Teslar magnetisiert ! bei den Drehzahlsteifen auch schon mal bis 1,8 Teslar.

Gruß Aloys.
 

GC

User
Hi Aloys,

aus diesem Grunde habe ich in meinen großen Dauerflieger, den Sharon, einen Tango/Kontronik eingebaut, der offensichtlich keine Eisenverluste hat (lt. Kontronik).

Gibt es solche Motoren auch in klein? 50g?

Was Du schreibst, würde bedeuteten, dass man den Spalt vergrößern muss um den Wirkungsgrad zu steigern, oder schwächer Magnete nehmen (ich dachte, es wäre bei beiden umgekehrt) oder, was ich für am besten halte, superdünne hochwertige Bleche nehmen, damit möglichst wenig Wirbelströme entstehen. Oder eben Motore ala Tango.
 

GC

User
So,

ich bin jetzt stolzer Besitzer von Solarzellen. Die sind in der Tat sehr leicht und wohl auch zerbrechlich. Hm, die haben gar keine Anschlüsse. Darf man darauf rümlöten und wenn ja wo? Braucht man Speziallot oder entsprechende Drähte?
 
Hallo Gerhard

Aloys hats ja bestens erklärt.
Der Tango ist geradezu ideal für solche Anwendungen, in Kleiner gibt es das auch sehr ähnlich, der Tango ist quasi ein Brushless-Glockenankermotor.

Der Pyro650 mit entsprechender softer Wicklung war mit der soften SPS-Wicklung etwa gleichauf, so das wir uns am Ende für den 650er zwecks der besseren Anpassfähigkeit (Umwickelfähigkeit) entscheiden haben.

Der orginal Classic-Croco wäre noch ein Motor der auch ohne Getriebe mit großen Luftschrauben sehr gut umgehen kann.

Für BL-Direktantrieb als einzig kaufbaren Motor von der Stange würd ich den AXI 2212-34 in die Auswahl nehmen, der ist klasse, und dreht vergleichweise langsam, im Direktantrieb bei kleinen Modellen bis ca. 5-6Volt recht interessant.
2013 haben die Amis den auch auf ihren Elektro FAI Dauerfliegerrekord (>18Stunden, die sind die Nacht durchgeflogen) mit einem Getriebe und einem 610cm Löffel benutzt. Dieses Projekt, der Flieger, Entstehung etc. ist höchstineressant, Link: http://www.rcduration.com/
(obwohl ich der Meinung bin, da ginge im Antrieb noch deutlich mehr, mit Getriebe wirds keine 75% eta mehr haben).

Wir sind mittlerweile zu dem Schluss gekommen, Modell mit irgendeinem Testmotor bauen, und ganz am Ende wird der Antrieb "nachoptimiert", denn dann erst kennt man das Gewicht das zum Schwerpunktausgleich nötig ist, und dieses sollte man auch voll ausnutzen.

Auch in jedem Falle lesenswert: http://fun-flyer.de.tl/Teil-1.htm

Gruß Holle
 
Antriebsinfo für Solarantrieb

Antriebsinfo für Solarantrieb

Brauchbarer Vorschlag mit preiswertem Motor:

solar Leo-5.PNG

An 7,6V sind es noch 13W bei 1,6Amp.

Von sehr kuzer Läuferlänge halte ich nicht viel,
da sind fast nur Rundungen und wenig effektive
Leiterlänge:rolleyes:

Lieber Gruß
Andy Reisenauer:)
 

GC

User
Andy,

mit einem max eta von 77,8% reißt Du mich noch nicht so recht vom Hocker. Du hast doch besseres im Angebot. Oder was verstehe ich hier falsch?
 

GC

User
Hallo Gerhard

Aloys hats ja bestens erklärt.
Der Tango ist geradezu ideal für solche Anwendungen, in Kleiner gibt es das auch sehr ähnlich, der Tango ist quasi ein Brushless-Glockenankermotor.

Der Pyro650 mit entsprechender softer Wicklung war mit der soften SPS-Wicklung etwa gleichauf, so das wir uns am Ende für den 650er zwecks der besseren Anpassfähigkeit (Umwickelfähigkeit) entscheiden haben.
...

Auch in jedem Falle lesenswert: http://fun-flyer.de.tl/Teil-1.htm

Gruß Holle

Holger,

der Pyro wiegt 290g. Ich suche so was um die 50g Habe schon einen Außenläufer umgewickel mit 680KV und 35g.

Welchen kleinen Tango-vergleichbaren gibts denn?
 
Andy,

mit einem max eta von 77,8% reißt Du mich noch nicht so recht vom Hocker. Du hast doch besseres im Angebot. Oder was verstehe ich hier falsch?

Ja, falsch...

Du kannst schwer haben mit gutem ETA
oder leicht mit mäßigem ETA.

Sehe das ähnlich wie Lambertus:
Erst mal sehen wie das Konzept funkioniert,
ein 20€ Motor ist schnell getauscht,
falls was besseres auftaucht....
Ich mein damit besser auf Grund belastbarer

Meßdaten,

mit Eignung für eine geeignete Luftschraube.

Aber probieren macht ja auch Spaß:-)

Lieber Gruß
Andy Reisenauer:)
 

GC

User
Andy,

Du meinst wohl, lieber ehrliche 78% als gelogene 99%. ;) das ist ok.

Wieso finde ich das Leopardenkätzchen 2826 denn nicht auf Deiner Pätsch?
 
Sehe ich genauso....

Wichtig ist ja das der Motor sehr früh bei geringem Strom den eta hochbekommt, hohe Ströme dagegen brauchts nicht, und hohe Drehzahlen sind eher schlecht.
Jede einzelne Umpolung im Stator kostet Energie, jeh höher die Drehzahl, jeh höher die Poligkeit, jeh höher werden die Eisenverluste ausfallen.
Geringe Spannung kann als "Verschlimmbesserung" helfen den Wirkungsgrad wunschgemäss etwas zu verformen. Das braucht dann aber wieder Parallelschalungen im Kollektor, was zwecks V-Form durchaus sogar Vorteile hat, mit Aktiv-Dioden statt den Schotkys sind die Verluste dabei eher geringfügig.

Mit dem Micro-Edition ist zumindest schonmal die Basis für ein leichtes Getriebe da, was mich da aber noch mehr reizt, ist das 13:1 Micro-Edition und ein Solariane-Prop (ca. 24"x23"), oder auch die Blätter von den F1-Freifliegern.

Auch vorhandene gute Motoren evtl in Stern umzuschalten kann einiges bringen:

Ich greife dazu Andys Beispiel auf, (das funktioniert kaufbar so ja schon recht gut, durchgezogene Linie) übernehme die Daten ins Drivecalc, und trage die Motorwickeldaten ein, um ihn reconfigurierbar zu machen:
Statordurchmesser 28mm
Statorhöhe: 26mm
Drahtdurchmesser: irgendwas (0,6mm)
Verschaltung: D (Dreieck, unterstell ich einfach mal)

Nun kann ich den Reconfigurator öffnen, und änder an dem Beispiel nix, auser das ich in Stern umlöte.
Was passiert, (gestrichelte Linie) bei gewünschten 20Watt haben wir nun über 80%eta erreicht, und berreits bei 10Watt (Wolkenleistung;)) ist der Wirkunsgrad schon recht gut, Der Antrieb dreht viel langsamer (/wurzel aus zwei), der Prop kann wachsen, damit wächst auch sein eta. Ich hau mal nen 23x12Freudenthaler drauf, und Bingo 20Watt an 80% :)
Das alles mit nur einer einzigen geänderten Lötstelle....Das ist das was Aloys damit meint, unsere Motoren sind eher für hohes Leistungsgewicht gebaut, als für absolut hohen Wirkungsgrad, das kann man hiermit etwas verändern.

Für den Akkuflieger lässt man den Motor wohl eher im Dreieck, damit ist er erheblich Leistungsfähiger....

Gruß Holle

PS, Andy, mich lächelt bei Dir im Shop dieser 16x8 GM F5J CFK Prop an, ist die Gewichtsangabe /Blatt oder /Paar?, der sollte doch auch recht gut für solch ein Projekt sein ?
 

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GC

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Hallo Holger,

die Sternschaltung ist ganz sicher der richtige weg. Die Drehzahl wird um rund 30% reduziert und der Wirkungsgrad bei niedrigen Strömen erhöht.

Kannst Du bitte mal erklären wie der Umbau zu geschehen hat. Der Bürzel mit den zusammengelöteten Kabeln muss aufgemacht werden. Und dann?
 
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