Fragen zum Savoniusrotor

Hallo,
das ist mein erster Post, falls ich etwas falsch mache oder zu wenige Informationen gebe bitte sofort darauf hinweisen.

Unser Problem:
Wir haben den Auftrag in einem Schulprojekt eine mobile WKA herzustellen. Wir wollen ein Savoniusrotor bauen um damit 4-6 normale R6-Akkus aufzuladen.

Unsere Gedankengänge dazu:
Einen Savoniusrotor - aufgrund der einfachen Herstellung; beim Generator sind wir offen für neue, einfache, nahezu kostenfreie Ideen wie unsere: Seitenläuferdynamos über ein Rad mit dem Rotor antreiben, evtl. sogar Nabendynamos.
Die ganze Anlage soll mobil und dementsprechend möglichst klein und leicht gehalten werden.

Unsere theoretischen Vorüberlegungen:

Flügelfläche = benötigte Leistung/ (Luftdichtefaktor*Windgeschwindigkeit³*Wirkungsgrad_Rotor*Wirkungsgrad_Generator)

die benötigte leistung sollte P = Ladespannung*Ladestrom * Akkuanzahl
P = 1,4 V * 210 mA * 5 (bei langsamer Ladung I=1/10 *C) = 1,47W

Da wir mit vielen Verlusten zu rechnen haben, nehmen wir 5W als benötigte Leistung an(sollte ausreichen um Fehler zu kompensieren oder?)

A = 5/(0,6*6³*0,2*0,2) = 0,96 m² also 1m²
wir nehmen für die Wirkungsgrade des Rotors und Dynamos jeweils 0,2 an. 6 m/s ist die Durchschnittswindgeschwindigkeit in unserer Gegend.

Unsere Fragen sind:
Ist die ausgerechnete Fläche die Fläche des Teils wo die Windenergie umgewandelt wird oder die gesamte "Durchmesserfläche"?
Ist unsere Herangehensweise überhaupt richtig?
Könnt ihr uns noch irgendwelche Tipps geben? Wir wollen hauptsächlich Materialen verwenden, die wir frei zur Verfügung haben(Blech haben wir ).

Vielen Dank schonmal im Vorraus,
mfG Jezus07

Hallo!
Der Wirkungsgrad eines Dynamos ist mit etwa 0,3 anzunehmen, mehr ist da absolut nicht drin. Ich habe das mal überschlagen, auch damit bleibt deine Rechnung mehr als optimistisch. Das mit den Rohren wollte ich auch vorschlagen. Das ist am einfachsten machbar und bewährt.
Wenn du einen Nabendynamo verwendest, kannst du auf ein Getriebe verzichten, das bringt weniger Bauaufwand, da man den Rotor bei solch kleinen größen direkt an ihm anbringen kann und nur oben noch lagern muss.
Schau mal hier rein:

http://www.daswindrad.de/forum/viewtopic.php?f=8&t=102

Hier wurden verschiedene Nabensynamos getestet. Damit hast du einen groben Überblick und einige ANhaltspunkte zur Leistung.
Allerdings musst du deine Akkuzahl wohl auf 4 beschränken um Erfolg zu haben.
Lege dich vorher fest und mache die Rotordimensionierung nach ein paar Tests.
Mein Vorschlag: lies dir den oben genannten Bereicht gut durch und entscheide dich für einen Dynamo.
Dann nimst du dein Akkupaket und entlädst es mindestens zur Hälfte. Nun erstellst du eine Leistungkurve beim direkten Laden der Akkus . Dazu notierst du Ladestrom und Spannung und vor allem die Drehzahl und hälst es tabellarisch fest.
Damit kannst du nun die Leistung berechnen und erhälst die Drehzahl für den ladebeginn. Mit dem Wirkungsgrad des Generators kannst du nun ermitteln wie groß die Fläche sein muss, die den Bedarf des Dynamos bei einer bestimmten WIndgeschwindigkeit deckt (z.B. 4 m/s).

Weil du von einer Schnelllaufzahl von 1 ausgehen kannst kannst du für diese Windgeschwindigkeit berechnen wie dein Rotor im Durchmesser bemessen sein muss, wie breit er also sein sollte um die gewünschte Drehzahl bei der gewünschten Windgeschwindigkeit zu erreichen. Die Höhe ergibt sich dann ja aus Fläche / Breite. Eventuell solltest du etwas Luft lassen für Lagerverluste aber das sollte nicht das große Problem sein.
Ich empfehle dir, die Ladebeginnwindgeschwindigkeit nicht zu klein anzusetzen, da das ganze sonst ein ziemlich großer Apparat wird und es sich ja ohnehin nur um ein Versuchsmodell hadelt. 4 m/s sind wohl in Ordnung.

Ich hoffe das hilft dir erstmal weiter. Weitere Details zu den Rechnungen findest du wenn du dich etwas durch die Beiträge in der Rubrik gearbeitet hast und falls es DANN noch fragen geben sollte, helfen wir natürlich gerne weiter.

Gruß

Max