Dachfirst-Windkraftanlage nach dem Alapeller/Dettwiler-Prinzip

Danach habe ich lange gesucht: Dieser Tüftler aus Belgien hat eine 5-Blatt-Anlage in Vertikalbauweise gebaut:

http://www.youtube.com/watch?v=MkyGAXR7Oxk

http://www.daswindrad.de/forum/viewtopic.php?f=8&t=1084

Hallo Frank
Hallo Max

es gibt da wohl viele Hintergründe und ich frage mich schon lange, weshalb eigentlich immer wieder von unseres Seite aus zum anderen Forum verlinkt wird.

Gruss Bruno

Hallo an alle
Ich will auch mal einige prinzipielle Überlegungen zu dieser und zu anderen, so ähnlich gestalteten WkA’s vorbringen. Zum ersten: Diese WkA (hier Alapeller-Rotor genannt) und zum zweiten eine Darrieus WkA mit gesteuerten Rotorblättern (hier Darrieus-Rotor genannt). Auf den ersten Blick gibt es nicht sehr große Unterschiede. Beide sind schon seit mindestens dreißig Jahren bekannt und mehrfach erprobt. Beide drehen meistens vertikal herum und bei beiden bewegen sich die Rotorblätter während einer Umdrehung. Im Resultat gibt es dann trotzdem riesige Unterschiede.
Bei dem Alapeller-Rotor verstellen sich jeweils die Rotorblätter um 180 Grad pro Umdrehung. Was dazu führt, dass das Blatt auf der einen Seite genau in Windrichtung steht und auf der gegenüberliegenden Seite um 90 Grad quer zum Wind steht. Der Alapeller-Rotor ist demnach ein reiner Widerstandsläufer. Seine höchsten Leistungen entwickelt er bei Schnellläufen zwischen 0,2 bis 0,6 mal die Windgeschwindigkeit. Als reiner Widerstandsläufer bleiben seine Leistungen immer unterhalb von WkA’s welche den Auftrieb nutzen.
Ob es sich jetzt um einen (horizontalen) Propeller-Rotor oder einen Darrieus-Rotor handelt und ob die Anlage sich in der Luft oder im Wasser bewegt, ist dabei unwichtig. Dies wird auch der Schweizer Erfinder noch merken. Kommen wir zum Darrieus-Rotor. Sowohl als Wasserkraftanlage wie als Wasserarbeitsmaschine sind diese beiden Prinzipien bekannt. Als Voigt-Schneider Propeller befindet er sich in vielen Hafenschlepper. Diese können genauso wie die Erfindung des Schweizer Kollegen in jede beliebige Richtung manövrieren. Auch hierbei gibt es keine Unterschiede. Der Schnelllauf ist allerdings logischerweise höher. Gewusst ist, dass mit einer doppelt so hohe Geschwindigkeit am Rotorblatt einen vierfach so hohen Auftrieb erzeugt wird. Weil jetzt die WkA auch noch doppelt so schnell dreht, kommen wir auf die bekannte achtfache Leistung, welche eine WkA bei doppeltem Wind erzeugt. Weil sich der Anströmwinkel des Fluid allerdings zusammensetzt aus der Umdrehungszahl der Anlage und der Anströmrichtung des Fluid, entsteht am Rotorblatt eine reale oder zusammengesetzte Anströmrichtung von nur wenigen (6 bis Grad. Dies ist dann ebenfalls der Verstellwinkel des Darrieus-Rotor pro Umdrehung. STOPP: Weil sich das Blatt natürlich vorne im Wind (oder in LUV und in LEE) und hinten auf der Windrückseite anders herum eingestellt werden muss, bewegt der Darrieus das Blatt vorne um die 6-8 Grad in die eine und hinten um 6-8 Grad in die andere Richtung. Also, insgesamt eine Bewegung um 12 bis 16 Grad. (Wir erinnern uns: beim Alapeller-Rotor waren es 180 Grad). Rechts und links des Rotors, dort wo der Alapeller-Rotor den höchsten Ausschlag hat, steht der Darrieus genau jeweils in der Mitte und hat NULL Grad Einstellung.
Wenn wir schon dabei sind, will ich noch andere wichtige Unterschiede erläutern. Widerstandsläufer haben ein wesentlich günstigeres Anlaufverhalten als Auftriebsläufer. Dann sind zusätzlich Widerstandsläufer viel (WESENTLICH) wenig anfällig auf wechselnden Wind und auf Queranströmungen.
Diese beiden oder drei Vorteile sprechen zu Gunsten einer Alapeller-Rotor Dachanlage wie hier vorgeschlagen. Ein weiterer wichtiger Vorteil ist die etwa 10 fach geringere Umdrehungszahl und somit die wesentlich (etwa 100 fach) geringere Fliehkraft. (Hinweis: Die Fliehkraft wächst im Quadrat mit der Umdrehungszahl). Nachteilig ist immer noch die geringere Leistung, welche bei etwa einem Drittel oder maximal der Hälfte einer Darrieus-Rotor einzustufen ist.
Ich habe mich gefragt, ob es nicht vielleicht doch eine Möglichkeit geben könnte, die schlechte Leistung etwas zu steigern. Ich bin dann bei einer möglichen Lösung, welche allerdings einer Überprüfung bedarf, bei einer meiner eigenen (früheren) Erfindungen als Ansatz gelandet. Ich habe hier im Forum am 29/03/09 eine „Neuartige Windfahne“ vorgestellt, welche nicht aus vollem Material, sondern aus Steckgittermaterial hergestellt wird. Hierbei wird die Luft sozusagen kontrolliert (natürlich unter großer Reibung, sprich Energieumsetzung) durch die vielen Löcher des Streckgitters geblasen. Gleichzeitig wird weniger Luft außen herum umgeleitet. Das Resultat: Die Fläche wird sinnvoller genutzt. Ob’s aber wirklich was bringt, können nur Versuche ergeben. Ob sowohl in der Windrichtung, wie quer zur Windrichtung, eine etwa 1/3 höhere Reibungen erzeugt wird, bleibt zu überprüfen. Wenn’s in jeder Richtung genau immer proportional 1/3 mehr sind, muss der Wirkungsgrad steigen. Aber wie gesagt auch hier geht probieren über studieren.
Aufgefallen ist mir desweiteren, dass in den Zeichnungen immer die Arbeit leistende Fläche oben und die weniger Reibung erzeugende Seite unten in den Zeichnungen angebracht waren. Dies könnte man umdrehen, wenn man den Winddruck auf das Dach verringern will.
Viel Erfolg beim planen und probieren wünscht euch,
Constant

Hallo Constant,



Ja, dasss Widerstandsläufer letztendlich unter dem Wirkungsgrad von Auftriebsläufern liegen, ist bekannt. Ich behaupte jedoch, dass unter den Widerstandsläufern dieser Rotor am effektivsten ist. Gerade weil Wohngebiete sich nicht für Auftriebsläufer eignen, dürfte dieses Modell nach Dr. Hans Linden (das ist ja der ursprüngliche Patentinhaber dieses Prinzips) sich perfekt eignen und den Savonius bei der Effizienz schlagen. Vor allem das hohe Drehmoment dieser Anlage überzeugt.

Sind Dir denn noch andere Videos dieser Anlage als die aus Belgien bekannt? Würde mich interessieren.

Zur Statik der Dachverankerung infolge Winddruck: Ist die wirkende Anordnung der Flügel (oben oder unten) nicht unerheblich? Meiner Meinung nach wirkt die resultierende Kraft durch den Winddruck auf die mittlere Achse der Anlage, deswegen dürfte das keinen Unterschied machen.


Viele Grüße,

Johannes

Den Savonius als Auftribsläufer zu bezeichnen, halte ich allerdings für noch gewagter. Den reinen Auftriebsläufer gibt es ohnehin nicht. Genausowenig gibt es den reinen Auftriebsläufer. Also wo ist das Problem?

hier habe ich was interessantes entdeckt http://www.youtube.com/watch?v…re=related

Hallo nie-mehr-Benzin.de
Was ich noch vergessen hatte. Wo der Winddruck wirkend ist kannst du am einfachsten mit einer Balkenwaage ausprobieren. Es ist weder an der Hauptachse in der Mitte des Windrades, noch in der Mitte des Flügels welcher das überwiegende Drehmoment ausübt, sondern irgendwo dazwischen. Baue eine kleine Balkenwaage. Auf die eine Seite befestigst du ein kleines Gewicht und auf der anderen Seite ein grosses. Das kleine Gewicht stellt den geringeren Widerstand an den einen Flügel dar und das grosse Gewicht das Drehmoment an dem die Leistung erzeugendem Flügel. Wenn du jetzt die Stelle auslotest, wo beide Gewicht sich im Gleichgewicht befinden, ist dieser Punkt derjenige, wo auch beim Windrad der Winddruck herrschen wird. Deshalb ist es richtig, den Leistung erzeugenden Flügel nach unten näher am Dachfirst anzubringen um die Windkraft auf das Dach zu verringern. Wäre dem nicht so und der Winddruck würde, wie du vermutest in der Mitte des Windrades wirken, könnte es keine Leistung erzeugen. Bei Horizontalläufer sieht die Sache anders aus. Deshalb verstehe ich auch deine schnelle (leider falsche) Schlussfolgerung. Bei den Horizontalläufern agiert der Winddruck in die eine Richtung und das Drehmoment in eine um 90 Grad versetzte Richtung.
Gruss
Constant