Dachfirst-Windkraftanlage nach dem Alapeller/Dettwiler-Prinzip

Es ist toll zu sehen, mit welchem Pioniergeist da gearbeitet wird. Da auch sofort wissenschaftliche Aspekte reinkommen, stelle ich einen Windkanaltest von 2006 rein und meinen Kommentar dazu. Die Leistungsdichte des Alapeller- Systems ist nicht nur die Luv-Seite, sondern die Lee-Seite bringt offensichtlich noch den Faktor 1.6 durch den Unterdruck.

Wünsche weiterhin viel Spass

Hallo Hermann, schön Dich hier zu lesen!

Was ich mich beim Bau gefragt habe: Was ist effizienter, ein Zwei-Blatt-Rotor oder ein Rotor mit drei oder mehr Blättern?

Mein Bauchgefühl sagt mir, dass zwei Blätter eigentlich schon optimal sind und drei gar nicht mal mehr so viel bringen bzw. eher kontraproduktiv sind. Dadurch, dass ein Rotor schon von in 50% seiner 360-Grad-Drehung fast volle Leistung bringt und nicht durch andere Rotoren abgeschattet wird bzw. durch Wirbelbildung gestört wird, liege ich doch richtig, oder?

@Max: das ganze Ding ist absolut ausgeglichen und unwuchtfrei, auch bei mehr Wind läuft die Geschichte erstaunlich ruhig. Natürlich ist der Rotor nicht windrichtungsunabhängig. Ich wollte mir speziell eine einfache Lösung für Dachfirste ausdenken, die z-B. über die ganze Länge eines Dachfirsts arbeiten kann (mit unterteilungen und Zwischenstreben natürlich). Ein Savonius wächst in die Höhe, legt man ihn quer, läuft es windtechnisch aufs gleiche hinaus wie ein Alapeller.

Klar kann man den Alapeller auch senkrecht stellen und mit Windfahne, das geht ohne weiteres. Wenn ich bei meinem Modell an der mittleren Achse drehe, die normal fest steht, passiert genau das. Auch der Widerstandsläuer ist Absicht, da ich in einer windarmen Gegend wohne, da kommt es eher auf Drehmoment in kleinen Windgeschwindigkeiten an. Mit aerodynamischen Schnelläufer-Systemen habe ich bei uns auf dem Dach schlechte Karten.

Viele Grüße,

Joihannes

Hallo Johannes

wegen der Anzahl Flügel schliesse ich mich deinem Bauchgefühl an. Erstens trat auch in meinen Versuchen keine entsprechende Unwucht durch Lastwechsel auf, zweitens ist die Leistungsschwankung in der Drehung unter 5% (ETH Zürich) drittens bleibt das System für die Durchströmung voll offen(kein turbulenter Stau) und viertens wird die Herstellung um einiges teurer - und gegen wie viele Vorteile? Dieser Ansatz ist doch einfach gut und ich gratuliere dir. Klar sind noch viele Fragen offen aber die Effizienz ist doch enorm. Dem Savonius bleibt eine kleine Nettofläche, wie im obigen ETH-Bericht aufgezeigt, was ihn aber als hübsches Windspiel nicht schmälern soll.

Wünsch dir noch viele Erfolgserlebnisse
Hermann

Hier die zweite Version mit tragender Mittelteilung zur Stabilisierung, Rohr um die mittlere Achse als Träger der Gesamtkonstruktion und zum Auffangen der Torsionskräfte sowie einer Kapselung des Kettentriebs. Das Ganze ist für den Dachfirstbetrieb schon in die Länge gezogen. Durch die tragende Mittelteilung kann man das Ding (so hoffe ich), beliebig oft teilen.

Also die Version 2.0 gefällt mir ausgezeichnet.
Glaube nicht, dass das Gerät bei solider Ausführung unter 25 Jahre Lebenserwartung hat.
Was will man mehr?

Ich würde mir die Version trotzdem nicht auf's Dach stellen, weil es nur bei 2 Windrichtungen die volle Leistungsausbeute gibt, man sich ansonsten aber mit Teilleistungen zufrieden geben muss. Wenn der Winkel kleiner als 45° Grad wird, kommt - so aus dem Bauch heraus - nicht mehr viel Leistung rum.

Das wäre wohl nur zu ändern, indem man die Flügel jetzt nach dem Prinzip einer querliegenden Jalousie aufbaut und die Stellung der "Lamellen" in Abhängigkeit von der Windrichtung steuert. Wäre bei Stellung 90° der Lamellen auch die perfekte Sturmsicherung. Keine Fläche im Wind.

Ginge aber sicher mit Schrittmotoren, Steuerung und einem stabilen Rahmen einher. Zumindest mir fällt so auf Anhieb nichts ein, wie man die Sache mechanisch mit einer zentralen Wetterfahne regeln könnte...

Ansonsten bliebe wohl nur irgendeine Form der Profilierung der Flügel, um quer eintreffende Winde einzufangen.

Bau aber mal lustig und berichte weiter.
Hätte Anfangs gar nicht gedacht, dass das Bauwerk so schnell konkret wird. Wäre interessant zu wissen, wie sich die Maschine (in relativer Generatorleistung) verhält, wenn der Ventilator aus verschiedenen Winkeln bläst.

Am Ende kommt vielleicht doch viel mehr raus, als ich vermute...

Hallo zusammen,

vielen Dank für Eure unterstützenden Kommentare, da macht es doch gleich doppelt Laune

Ich habe parallel noch ein anderes Windkraftforum daswindrad.de gefunden, dort fand ich in einem Thread eine Anregung, die viele Probleme löst, die momentan auftauchen.

und zwar hat da jemand einen Ansatz gefahren, das Dach zu "durchqueren" und quasi den "Durchzug" zu nutzen:

http://www.walter-thurner.de/dach.pdf

Allerdings gefiel mir da die Ausführung der Turbine nicht, die ließe sich natürlich durch das Alapeller-Prinzip perfekt optimieren:



Da hat man gleich ein paar Fliegen mit einer Klappe geschlagen:

- Optik
- Wetterschutz
- bequeme Wartung
- Windrichtungsproblem
- Optimierung durch quasi echte "Windkanalbedingungen"
- Statik und Befestigung
- Sturmsicherung (Dachklappen zu -> Ruhe )


Der Vorteil gegenüber Thurners nach unten ausgebeultem Windkanal ist die absolut gleichmäßige und glatte Ausführung des Windkanals für den Alapeller, weil man nichts mehr teilabdecken muss, der Alapeller kann vollständig im Windstrom bleiben, ohne Leistung einzubüßen. Die rundlaufenden Kettengetriebeeinheiten können sogar außerhalb des Windstroms plaziert werden.

Hallo Dirk,

nun, ich würde eigentlich sehr gerne die In-Dach-Montage bevorzugen, aber leider steigen mir da gleich zwei "aufs Dach", meine Frau und das Denkmalamt

Ich muss mal sehen, was da trotzzdem möglich ist, denn wenn die In-Dach-Anlage baulich als "Dachfenster" zählt (geschlossener Zustand), dann ist es vielleicht möglich.

Gruß,

Johannes

Das will ich Euch nicht vorenthalten, heute frischte der Wind etwas auf (naja, für norddeutsche Verhältnisse ist das immer noch nix).

Bei ca. 5 m/s geht das Ding ab wie Harry:

http://www.youtube.com/watch?v=gr-RkEoSNds

.... und immer noch: keine Unwuchten, garnix

@ Johannes.

Ich teile deine Meinung zu Statik des Dachs. Ein unterteilter Rotor läßt Platz für das Gebälk, zur Not kann man das nach Bedarf verstärken. Bin zwar kein ausgewiesener Statiker, aber hier kenne ich mich ganz brauchbar aus.

Beim Einbau ins Dach ist darauf zu achten, dass der Wind das Dach/die Ziegel nicht abheben kann. Also gehört eine Innenverkleidung von unten unter den Restfirst, der stehen bleibt. Da reicht Stahlblech völlig hin. Das kann man auch noch so ausformen, dass kein großer Auftrieb entsteht. Bei Sturm sind die Luken ohnehin dicht.

Mit ein paar verstellbaren Leitflächen läßt sich seitlich einfallender Wind auf jeden Fall besser einfangen - und bei geeigneter Konstruktion sind das auch gleichzeitig die Sturmklappen, die (mittig vertikal aufgehängt) parallel zum First geschwenkt werden, dann rechts und links auf einer kleinen Schiene aufliegen und dicht ist die Sache.

Gute Idee, das Ganze als Fenster bzw. Gaube zu deklarieren. Reicht vielleicht sogar für's Denkmalamt, obwohl die manchmal ziemlich zäh sind. Erfahrungswert: Im Umgang mit denen solltest du dich immer schön konservativ zeigen und mit solchen "Spinnereien" wie dem Rotor im Dach gar nicht erst anfangen. Gaube. Du willst nur 2 Gauben bauen, weil du das Dach (später freilich, viel später...) mal nutzen willst.

Ob die Fenster bei dir dann bei Wind permanent offen stehen, ist deine Sache und nicht Gegenstand der Baugenehmigung. Man kann später dann nur feststellen, dass dort kein Wohnraum entstanden ist, obwohl es von aussen so aussieht. Teufel aber auch...

Ja, mit den Frauen ist das so ein Problem ohne wirkliche Lösungsmenge. Die Bezeichnung "Gaube" hilft vielleicht auch hier. Ansonsten ist es manchmal hilfreich - ganz nach Frauenmanier - die Ohren auf Durchzug zu stellen. Passt ja auch zum Thema Wind.


@XXLRay:

Vielleicht verstehe ich unter "Bedarf" etwas anderes als du.
Bedarf ist für mich das, was ich unter Weglassung aller überflüssigen Verbraucher (Fernseher, DVD-Recorder, Fön, Trockner, Spülmaschine und solches Zeugs) tatsächlich noch benötige. Also primär Licht und einige Kleinverbraucher (Pumpen, kleine 12V-Kombimaschine zum Bohren, Schleifen, Fräsen etc., wenn's denn sein muss auch noch Kühlschrank und Laptop, aber nur ganz vielleicht).

Da kommen solche grauseligen Mengen an Wattstunden nicht zusammen. Hatte das bereits vor 20 Jahren mal durchkalkuliert, als ich meine Zukunft noch als Einsiedler im 24qm-Gartenhäuschen sah:

Mit einem vernünftigen Ofen mit Wärmetauscher, 200 WP Solarmodulen und etwa 5qm Solarwärmetauscher auf dem Dach - dazu noch ein vernünftiges Windrad - und ich hätte keinerlei Sorgen mit Strom, Warmwasser und Heizung. Der Ofen wäre erst bei ca. 0°C ins Spiel gekommen und hätte dann auch das Warmwasser gemacht. Umwälzung mit 12V-Umwälzpumpe von Laing ("Ecocirc") - habe ich hier noch ungenutzt rumliegen.

Ist halt nix für Frau/Familie, da auch diese energieverzehrende Ansprüche an ihre Welt haben.
Mir würde es dicke reichen, insbesondere dann, wenn ich damit energetisch völlig autark über die Runden komme. Würde ich auch heute noch sofort machen, falls mich meine Frau in die Wüste schicken sollte...

ich glaube dass das so eher ungünstig für die Anströmung ist. In den "Kästchen" staut sich der WInd. Man muss immer auch bedenken dass sich eine Art Wirbelschleppe um den Rotor herum bildet. Am effektivsten wäre es also, das Tei direlt auf den First zu setzen, das würde einiges mehr bringen, obgleich auch nicht so prima aussehen.

Gruß
Max