Gebetsmühle; pdfauthor - Enhydralutris

26 Stromerzeugung
2.2.1 Messung des Wirkungsgrades
An einigen Dynamos werden Wirkungsgrade gemessen. Der Wirkungsgrad η ist als
η =
Nutzleistung
aufgewendete Leistung = P el
Pm
(2.23)
definiert. Die Nutzleistung, hier elektrische Leistung, kann relativ einfach gemessen werden, z.B. über
den Spannungsabfall über einem ohmschen Lastwiderstand.
P el = UI = U2
R = I2 R (2.24)
Die aufgewendete Leistung, hier die mechanische Leistung, ist etwas schwieriger zu bestimmen. Bei
diskontinuierlichen Messungen kann die Verzögerung einer trägen Masse herangezogen werden.
Pm = dW
dt
1
= J ˙ω2
2
(2.25)
W. Schmidt und Klaus Rieder [RiePV8] benutzen die Verzögerung einer trägen Masse (rotierende
Stahlscheibe bzw. ausgesucht schweres Laufrad) als Leistungsquelle und ermittelt darüber den Leistungsbedarf
von Dynamos. Des weiteren werden bei Schmidt die Leistungen über einem Lastwiderstand
und mit einer schnellen AD-Wandlerkarte ermittelt. Die Effektivspannung ist bei dieser
Meßmethode direkt bestimmbar. Siehe hierzu auch die Anmerkungen im Anhang.
Bei kontinuierlichen Messungen kann z.B. die Schleppkraft F des Dynamo und die Schleppgeschwindigkeit
v gemessen werden.
Pm = Fv = Mω = mgl2πn (2.26)
mit der Drehzahl n, der Masse m, mit der der Hebelarm auf die Waage drückt und der Länge l des
Hebelarmes, der die Kraft ausübt sowie der Erdbeschleunigung g = 9,81 m/s 2 .
Für Reifenläufer wird seit November 1999 ein selbstgebauter Prüfstand (s. S. 460) verwendet.
Für Naben- und Speichendynamos wird hier als Prüfstand eine Drehbank verwendet. Die erforderliche
mechanische Leistung wird über eine Drehmomentwaage 15 bestimmt. Der Vorteil gegenüber der
Methode von Schmidt ist der Dauerbetrieb bei bestimmten Geschwindigkeiten und die Unempfindlichkeit
gegenüber Luftreibungsverlusten. Der Nachteil ist die mechanische Flinkheit der Waage, was
in niedrigen Drehzahlbereichen zu schwankenden Meßwerten und potentiellen Ablesefehlern führt.
Daher sind die Meßwerte im unteren Drehzahlbereich mit Vorsicht zu betrachten.
15 Ein Stab wird auf der Achse festgespannt und drückt i.d.R. mit einem Hebelarm von 181 mm auf eine Waage.